[發明專利]一種窄煤柱巷道圍巖的支護方法

在審

• 申請號: 202011306205.4
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN114517691A
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 張軍;溫國惠;曹亮;孫兆冰;朱建平;王衛東;周生虎;郭先順;馮澤;韓勝強
• 申請（專利權）人: 內蒙古雙欣礦業有限公司
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00;E21D21/02;E21F17/18
• 代理公司: 內蒙古欣洋瑞專利代理有限公司 15110
• 代理人: 張靜

1.一種窄煤柱巷道圍巖的支護方法，其特征在于，采用動態信息設計方法，具體步驟如下：

(1)獲取巷道尺寸、巷道破壞深度及巷道壓力

巷道尺寸包括巷道寬度2a，巷道高度h；巷道破壞深度包括煤幫破壞深度C和頂板巖層破壞深度b；巷道壓力包括煤幫圍巖壓力Q和頂板壓力Q_H；

(2)確定錨桿錨索支護參數

根據步驟(1)中得到的巷道尺寸、巷道破壞深度及巷道壓力參數，計算得出錨桿錨索支護參數；

(3)確定支護方案

考慮到窄煤柱沿空巷道圍巖塑性破壞的發育擴展基本上沿著煤柱幫-巷道頂板-實體煤幫-巷道底板進行，結合步驟(2)獲得的錨桿錨索參數，確定支護方案；

(4)設置試驗段

選取長度為100m左右的巷道，實施步驟(3)確定的頂板支護方案、實體煤幫支護方案和煤柱幫支護方案，作為試驗段；

(5)巷道頂板離層監測

在步驟(4)試驗段，從起始位置開始，間隔30m設置1個離層監測斷面，在每個監測斷面的中部安裝離層指示儀，離層指示儀的深基點固定器深入到穩定巖層300mm以上，離層指示儀的淺基點固定在錨桿端部位置，通過離層指示儀定期獲取頂板離層位移量；

(6)巷道圍巖表面位移監測

采用十字測點布置法進行，在步驟(4)試驗段，從起始位置開始間隔30m布置1個圍巖表面位移監測斷面，在每個圍巖表面位移監測斷面的頂板中心和煤幫中心分別設置測點，定期測量測點距圍巖表面位移監測斷面中心的距離并記錄；

(7)錨桿錨索受力監測

在步驟(4)試驗段設置2個錨桿錨索受力監測站，2個錨桿錨索受力監測站的間距為30m，將錨桿錨索受力監測站的普通錨桿換成測力錨桿，在錨桿錨索受力監測站的錨索上安裝錨索測力計，定期記錄錨桿錨索的受力情況；

(8)分析修正

對步驟(5)獲得的頂板里層數據、步驟(6)獲得的巷道表面位移數據、步驟(7)獲得的錨桿錨索受力數據進行分析，判斷步驟(2)獲得的錨桿錨索支護參數的合理性，并進行修正，確保巷道安全。

2.根據權利要求1所述的一種窄煤柱巷道圍巖的支護方法，其特征在于，步驟(1)中煤幫破壞深度C按照如下公式計算：其中，K為巷道周邊擠壓應力集中系數，γ為覆巖容重，H為巷道埋深，B為表征采動影響程度的無因次參數，f_y為煤層硬度系數，h為巷道高度，θ為煤層內摩擦角；

頂板巖層破壞深度b按照如下公式計算：其中，a為巷道半垮距；α為煤層傾角；k_y為待錨巖層的穩定性系數；f_n為錨固巖層的硬度系數；

煤幫圍巖壓力Q按照如下公式計算：其中，γ_y為煤的重力密度，γ_n為巖石的重力密度；

頂板壓力Q_H按照如下公式計算：Q_H＝2γ_nabB。

3.根據權利要求1所述的一種窄煤柱巷道圍巖的支護方法，其特征在于，步驟(2)中錨桿錨索支護參數包括：頂錨桿長度L_r、幫錨桿長度L_s、錨桿排距s_p、頂板每排錨桿數N_k、煤幫錨桿排距a_y、錨索長度L_a，錨索間距D。