[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

本發明公開了一種窄煤柱巷道圍巖的支護方法，具體步驟如下：(1)獲取巷道尺寸、巷道破壞深度及巷道壓力；(2)確定錨桿錨索支護參數；(3)確定支護方案；(4)設置試驗段；(5)巷道頂板離層監測；(6)巷道圍巖表面位移監測；(7)錨桿錨索受力監測；(8)分析修正。優點：利用煤幫圍巖壓力和頂板壓力確定錨桿和錨索的錨固力、排距、數量和長度等相關支護參數，分別確定頂板、煤柱和實體煤幫的支護方案，使得錨桿與巷道頂板、煤柱和實體煤幫形成的承載結構在保證巷道穩定的前提下實現均勻受力；設計試驗段，并對巷道頂板離層、巷道圍巖表面位移、錨桿錨索受力進行監測，根據監測結果分析初步設計的合理性，必要時修正初步設計。

技術領域：

本發明涉及巷道支護技術領域，具體地說涉及一種窄煤柱巷道圍巖的支護方法。

背景技術：

沿空掘巷屬于一類比較特殊的回采巷道。由于上區段工作面回采，采空區上覆巖層垮落，基本頂初次來壓形成“O-X”破斷，基本頂周期破斷后的巖塊沿工作面走向形成砌體梁結構，在工作面端頭破斷成弧形三角塊結構，此為沿空掘巷上覆巖層大結構，沿空掘巷在其下方。相對于沿空掘巷上覆巖體的大結構而言，這個由巷道周圍錨桿組合支護與圍巖形成的統一承載結構，包括巷道頂板煤巖體、底板、實體煤幫和煤柱幫錨固結構組成的復合結構，稱為沿空掘巷圍巖小結構；基于此，建立沿空掘巷上覆巖層結構模型，如圖1所示，可將沿空掘巷上覆巖體的垮落運動分為兩組：其一是隨煤層的采出而不規則、或者規則垮落的直接頂巖層；其二是基本頂巖層及其上部載荷巖層垮落后能形成平衡結構的巖層。相應地，上覆巖體垮落穩定后，沿空掘巷位于關鍵塊B的下方，巖體A為本區段工作面上方的基本頂巖層，塊B為上區段工作面采空側的弧三角板，塊C為上區段工作面采場中的斷裂塊；由此可見，塊B對于沿空掘巷上覆巖體大結構的穩定是很重要的。

支護圍巖小結構是一個復合結構，由于各部分巖體受上工作面側向支承壓力和本工作面采動影響時，巷道所處的應力環境呈現明顯的非均衡性，各部分變形破壞的程度不同，沿空掘巷圍巖小結構的變形與破壞也呈現非均勻的特點，可歸納為如下幾種型式：1、煤柱誘導型破壞；2、頂板誘導型破壞；3、實體煤幫誘導型破壞；4、底板誘導型破壞。如何有針對性的設計小結構圍巖支護方案，是本領域有待攻克的難題。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種安全性高的窄煤柱巷道圍巖的支護方法。

本發明由如下技術方案實施：一種窄煤柱巷道圍巖的支護方法，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