[發明專利]深井多維降能減震和多級吸能抗震方法

有效

• 申請號: 202310854023.8
• 申請日: 2023-07-13
• 公開（公告）號: CN116611154B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 王琦;薛浩杰;高紅科;江貝;鄧玉松;吳文瑞
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06F17/10;G06F119/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

1.深井多維降能減震和多級吸能抗震方法，其特征是，包括以下步驟：

建立圍巖能量計算模型，計算設計巷道圍巖破斷時的最大能量釋放量E_M；

獲取卸壓方法卸壓參數，得出多維降能減震基礎參數；

對多維降能減震基礎參數進行驗算，確定多維降能減震設計方案，得出巷道剩余聚集能量E_G2；

建立多級吸能抗震設計能量計算模型，根據巷道剩余積聚能量E_G2、圍巖自身能量轉化計算公式和支護設計能量準則計算設計巷道吸能支護設計最小總吸收能量E_a；

獲取吸能支護構件性能參數，得出多級吸能抗震基礎參數；

根據巷道圍巖能量設計判別準則對多維降能減震和多級吸能抗震基礎參數進行驗算，確定最優吸能支護基礎參數和巷道多維降能減震設計基礎參數，形成巷道深井多維降能減震設計方案和多級吸能抗震設計方案。

2.如權利要求1所述的深井多維降能減震和多級吸能抗震方法，其特征是，巷道圍巖破斷時的最大能量釋放量E_M的得出過程為：

確定深井礦震對采場巖層和巷道圍巖影響范圍，建立圍巖能量計算模型，測量得到設計巷道圍巖聚集能量E₀和外部擾動能量Es，計算設計巷道圍巖破斷時的最大能量釋放量E_M；巷道圍巖破斷時的最大能量釋放量的計算公式為：

；

式中，為計算巷道圍巖破斷時的最大能量釋放量；為外部擾動能量；為巷道圍巖聚集能量。

3.如權利要求2所述的深井多維降能減震和多級吸能抗震方法，其特征是，計算公式為：

；

式中，為計算巷道圍巖最大主應力；為計算巷道圍巖中間主應力；為計算巷道圍巖最小主應力；為計算巷道圍巖彈性模量；為計算巷道圍巖泊松比。

4.如權利要求1所述的深井多維降能減震和多級吸能抗震方法，其特征是，多維降能減震設計方案包括底板區域采用斷底爆破、煤層區域采用大直徑卸壓孔、中低位關鍵層采用定向切頂爆破、高位關鍵層通過布置高位巷，采用定向切頂爆破，同時為了降低采空區頂板懸頂，使采空區頂板充分破斷，補充采用加強爆破技術。

5.如權利要求1所述的深井多維降能減震和多級吸能抗震方法，其特征是，根據設計巷道圍巖破斷時的最大能量釋放量E_M，進行以切頂卸壓為核心的采場全空間多維降能減震設計，通過數值模擬可得到各卸壓方法多維降能減震設計能量降低量E_G1；計算巷道剩余積聚能量E_G2，E_G2=E_S-?E_G1。

6.如權利要求1所述的深井多維降能減震和多級吸能抗震方法，其特征是，多級吸能抗震設計方案包括一級支護為恒阻吸能支護、二級支護為讓壓緩沖支護和三級支護為高強抗震支護；開展吸能支護構件基礎吸能測試，得出恒阻吸能支護、讓壓緩沖支護、高強抗震支護的吸能性能參數和耦合系數。

7.如權利要求6所述的深井多維降能減震和多級吸能抗震方法，其特征是，獲取恒阻吸能支護構件性能參數，根據設計巷道剩余積聚能量E_G2和恒阻吸能支護構件性能參數得到多級吸能抗震基礎參數。