买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：河北工程大学

摘要：本发明涉及一种适用于受采动应力分段差异化影响巷道的全长分区靶向控制方法，对差异化应力分布进行应力分区，对全长巷道进行分段划分，依据不同采动应力分布确定全长巷道每段锚杆锚索差异化支护角度与长度。通过有限‑离散元FDEM数值模拟方法与三维离散元数值模拟方法，超前预判巷道围岩破裂范围、大小、形态产状、裂隙方向等发育趋势，判别巷道围岩的破裂特征及可能出现的特异性拉剪破裂网络分布形态和变形量级，确定差异化锚杆锚索的间排距，对全长巷道分段采用非均匀靶向支护设计方式，保证巷道围岩稳定，降低回采工作面后期采动条件下的巷道变形量和巷修次数，减少某段某区域由于支护强度不足导致的局部巷道失稳，实现对于全长巷道的分段分区主动靶向控制。

主权项：1.一种适用于受采动应力分段差异化影响巷道的全长分区靶向控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1结合工作面的相关地质与临近层回采资料，掌握全长巷道所处环境的地质构造与临近工作面的开采情况，现场进行地应力测试并判断全长巷道的应力分布情况；2获取待回采工作面或临近层工作面的相关煤岩试样，利用HK-20岩石取芯机对现场采取的煤岩试样进行取芯，通过采用实验室试验或原位测量的方法，获得围岩的物理力学参数；3结合所测物理力学参数，采用数值模拟方法，预判由于周围临近层位工作面采动可能导致的本工作面全长巷道的差异化应力分布区域，提取不同应力分布区域的三个主应力方向θ1、θ2,、θ3以及主应力大小σ1、σ2、σ3，并与所测地应力进行反演对照；4根据所提取的全长巷道周围应力大小与方向等数据，规定以原岩地应力为原始基数，根据巷道周围开采条件应力分布情况划定应力增高区、应力稳定区、应力降低区等，并结合不同岩性和主应力的偏转方向以及巷道的相对空间位置关系，对差异化应力分布进行不同应力分区尤其是高偏应力区域，对全长巷道进行分段，提前评估本煤层工作面全长巷道的应力环境；5依托上述对采动差异化应力分区与对全长巷道分段及所测煤岩体力学参数，基于分段应力方向、大小的差异化在原始支护方案或原岩地应力所对应的支护方案上差异化调整锚杆锚索角度、长度、锚固区域，确定不同分段内差异化的锚杆锚索角度、长度、锚固区域方案；6采用数值模拟方法建立全长巷道不同分段下的巷道数值模型，模拟预判巷道围岩破裂显著或变形程度高的潜在发生区域，预判可能出现的具有特异性的拉剪破裂网络分布形态，确定巷道围岩的破裂范围、拉剪破裂性质及裂纹发育位置；7采用相似材料模拟方法与数值模拟方法进行对比，验证步骤6中数值模拟方法的可行性与正确性，实现并观察分析在相似材料条件下巷道围岩随着应力场作用而变形破坏的全过程；8结合步骤6、7的数值模拟方法与三维数值模拟方法，在全长巷道不同分段内基于原始支护方案或原岩地应力所对应的支护方案上调整确定锚杆锚索差异化的间排距方案，使得全长巷道在不同分段内可以有效进行分区靶向控制；9基于上述步骤5确定的锚杆锚索角度与长度方案，设计并选择针对不同分段内不同应力或偏应力环境下的全长巷道分区支护方案，采用三维数值模拟方法验证全长巷道分段分区支护方案，通过锚杆锚索相互协同作用，针对性对围岩进行组合、悬吊、压缩，以期能够有效地遏制在不同应力场等环境下全长巷道不同分段内围岩可能出现的大变形破坏现象；10通过实验室拉拔试验、抗冲击试验、双剪试验测定锚杆锚索轴向承载力、切向承载力、抗弯特性，获得锚杆和锚索的力学参数，分析预判选取合理的锚杆锚索；11将上述提供的全长巷道分段分区支护方案应用到现场工程中进行测试，在实际现场工程中采用ZLJ250坑道钻机矿井全角度打孔设备进行取芯，使用ZKXG30K数字全景钻孔成像设备进行窥视，验证全长巷道不同分段内围岩破裂特征的预测，使用KJ821A矿用应力监测系统监测围岩应力，对巷道围岩变形移进量及锚杆和锚索受力情况进行实时监测，采用GWL300位移传感器对托顶煤巷道围岩进行位移监测，采用MCZ-300锚杆和锚索测力计进行受力监测，分析评价对于全长巷道分段分区控制的效果，若出现某一区域局部剧烈变形，应结合各段应力分布与围岩破裂特征适时靶向调整与补强。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 河北工程大学 一种适用于受采动应力分段差异化影响巷道的全长分区靶向控制方法