[發(fā)明專利]一種巷道底板卸壓槽寬度的計算方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810334759.1
• 申請日: 2018-04-15
• 公開（公告）號: CN108595807A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設計）人: 張杰;周府偉;龍晶晶;孫遙;蔡維山;劉清洲;趙勸;任延兵
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 線飛祥

本本發(fā)明公開了一種巷道底板卸壓槽寬度的計算方法，包括以下步驟：步驟一、確定卸壓槽的深度值h；步驟二、計算水平均布載荷p；步驟三、確定卸壓槽深度范圍內巖層的彈性模量E；步驟四、確定卸壓槽寬度l，卸壓槽寬度l應滿足公式：該公式中：k為富余系數(shù)、l為卸壓槽寬度、υ為巷道上覆巖層的泊松比、γ為巷道上覆巖層的平均容重、H為巷道埋深、h為卸壓槽深度、E為卸壓槽深度范圍內巖層的彈性模量。本發(fā)明計算方法簡單，能夠使得卸壓槽寬度的選取不再盲目，確保了卸壓槽治理巷道底鼓的科學性和合理性，實用性強。

技術領域

本發(fā)明屬于煤礦開采技術領域，具體是涉及一種巷道底板卸壓槽寬度的計算方法。

背景技術

巷道掘出后，底板巖層會在應力作用下向巷道內壓曲、擴容、膨脹，形成底鼓。底鼓是煤礦巷道常見的動力現(xiàn)象，現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)表明，我國煤礦巷道頂?shù)装逡平恐屑s2/3是由底板的鼓起變形造成的，底鼓導致巷道斷面變形，阻礙通風，妨礙正常運輸和行人。治理底鼓的費用占到整個巷道維護總費用的一半以上，底鼓對礦井的生產造成嚴重影響。如何治理巷道底鼓成為很多煤礦面臨的主要難題。

匯總目前國內外各種底鼓控制技術，按照控制機理的不同可分為三大類型，即：支護加固法、卸壓法及聯(lián)合支護法。

卸壓槽控制巷道底鼓法是卸壓法中的一種，其機理是通過對巷道底板2開設卸壓槽6，使得原本作用于巷道底板2的高應力轉移至深部較硬的巖層，使底板形成“強弱強”的穩(wěn)定受力結構，用卸壓槽6的變形量來減輕或抵消巷道底板2向巷道1空間內的變形量，保持巷道底板2的穩(wěn)定，如圖2所示。

當對巷道底板2采取開設卸壓槽6處理時，卸壓槽6參數(shù)(深度和寬度)的選取一直是當前研究的熱門課題。參數(shù)選取過大，浪費大量的人力、物力和財力，參數(shù)選取過小，不能有效治理巷道底鼓。在對卸壓槽6深度的選取中，目前已形成較為成熟的理論。在卸壓槽6寬度的確定上，由于以往學者們只側重于研究卸壓槽6深度對底鼓的治理效果，而忽視了對卸壓槽6寬度確定方法的研究，導致目前卸壓槽6寬度的選取只能依賴現(xiàn)場經(jīng)驗，這使得在卸壓槽6寬度的選取上存在很大的盲目性。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種巷道底板卸壓槽寬度的計算方法，其根據(jù)現(xiàn)有的力學理論和礦山壓力理論對卸壓槽寬度的確定方法進行了研究，提出科學的卸壓槽寬度計算方法，為卸壓槽寬度的選取提供科學的理論依據(jù)；通過實驗和實測獲得基本數(shù)據(jù)，然后進行合理的計算，最終獲得卸壓槽寬度的合理取值，其計算方法簡單；使得卸壓槽寬度的選取不再盲目，確保了卸壓槽治理巷道底鼓的科學性和合理性，實用性強。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種巷道底板卸壓槽寬度的計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、確定卸壓槽的深度值h；

步驟二、計算巷道底板的水平均布載荷p；

步驟三、確定卸壓槽深度范圍內巖層的彈性模量E；

步驟四、確定卸壓槽寬度l，卸壓槽寬度l應滿足如下公式：

該公式中：k為富余系數(shù)、l為卸壓槽寬度、υ為巷道上覆巖層的泊松比、γ為巷道上覆巖層的平均容重、H為巷道埋深、h為卸壓槽深度、E為卸壓槽深度范圍內巖層的彈性模量。

上述的一種巷道底板卸壓槽寬度的計算方法，其特征在于：步驟二中所述的計算巷道底板的水平均布載荷p是按照如下步驟進行的：

第一步、通過測量或者計算獲取巷道埋深值H，通過實驗測得巷道上覆巖層的平均容重γ和巷道上覆巖層的泊松比υ，

第二步、通過公式一p＝σ_x＝(λγH×10³)h和公式二來計算并確定巷道底板的水平均布載荷p，