[發(fā)明專利]一種矩形巷道頂板冒落防治方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201410280663.3 | 申請(qǐng)日: | 2014-06-21 |
| 公開(kāi)(公告)號(hào): | CN104018848A | 公開(kāi)(公告)日: | 2014-09-03 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 于遠(yuǎn)祥 | 申請(qǐng)(專利權(quán))人: | 西安科技大學(xué) |
| 主分類號(hào): | E21D11/00 | 分類號(hào): | E21D11/00 |
| 代理公司: | 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213 | 代理人: | 景麗娜 |
| 地址: | 710054 *** | 國(guó)省代碼: | 陜西;61 |
| 權(quán)利要求書(shū): | 查看更多 | 說(shuō)明書(shū): | 查看更多 |
| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 矩形 巷道 頂板 防治 方法 | ||
1.一種矩形巷道頂板冒落防治方法,其特征在于該方法包括以下步驟:
步驟一、巷道開(kāi)挖:對(duì)需進(jìn)行頂板冒落防治的巷道進(jìn)行開(kāi)挖;所述巷道為橫斷面為矩形的矩形巷道(1);
步驟二、圍巖基本力學(xué)參數(shù)確定:通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所取巖樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn),對(duì)步驟一中開(kāi)挖后的所述矩形巷道(1)的圍巖基本力學(xué)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試,并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行同步記錄;
步驟三、巷道支護(hù)方案確定:所采用的巷道支護(hù)方案為沿巷道延伸方向由前至后布設(shè)在矩形巷道(1)內(nèi)的多個(gè)巷道支護(hù)單元,多個(gè)所述巷道支護(hù)單元的結(jié)構(gòu)均相同;
所述巷道支護(hù)單元為巷道支護(hù)單元一或巷道支護(hù)單元二;所述巷道支護(hù)單元一包括布設(shè)在矩形巷道(1)頂板上的頂板支護(hù)體系一;所述巷道支護(hù)單元二包括布設(shè)在矩形巷道(1)頂板上的頂板支護(hù)體系二和布設(shè)在矩形巷道(1)左右兩側(cè)巷道幫上的巷道幫部支護(hù)體系二,所述頂板支護(hù)體系二和所述巷道幫部支護(hù)體系二均布設(shè)在同一巷道斷面上;對(duì)所述巷道支護(hù)方案進(jìn)行確定時(shí),需對(duì)所述頂板支護(hù)體系一或所述頂板支護(hù)體系二和所述巷道幫部支護(hù)體系二的支護(hù)結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行確定,且確定過(guò)程如下:
步驟301、巷道幫部失穩(wěn)判斷:首先,結(jié)合步驟二中所確定的圍巖基本力學(xué)參數(shù),且根據(jù)公式(1),計(jì)算得出巷道幫部失穩(wěn)時(shí)的臨界高度hcr;之后,對(duì)計(jì)算得出的巷道幫部失穩(wěn)時(shí)的臨界高度hcr與矩形巷道(1)的開(kāi)挖高度H0進(jìn)行比較:當(dāng)H0≤hcr時(shí),矩形巷道(1)的巷道幫部處于穩(wěn)定狀態(tài),之后進(jìn)入步驟302;反之,矩形巷道(1)的巷道幫部處于不穩(wěn)定狀態(tài),之后進(jìn)入步驟303;
式(1)中,c1和分別為矩形巷道(1)的巷道兩幫巖體剪切滑動(dòng)面上的粘結(jié)力和摩擦角,c1的單位為N,γ1為矩形巷道(1)的巷道兩幫巖體的平均容重且其單位為N/m3,γ2為矩形巷道(1)的上覆巖層的平均容重且其單位為N/m3,H為矩形巷道(1)的埋深且其單位為m,H0的單位為m;
步驟302、巷道幫部處于穩(wěn)定狀態(tài)下冒落拱矢高確定:結(jié)合步驟二中所確定的圍巖基本力學(xué)參數(shù),且根據(jù)公式(2),計(jì)算得出巷道幫部處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)所形成自然冒落拱(5-1)的矢高h(yuǎn)1,式(2)中B為矩形巷道(1)的寬度且其單位為m,f為矩形巷道(1)頂板巖層的堅(jiān)固性系數(shù);
步驟303、巷道幫部處于不穩(wěn)定狀態(tài)下巷道幫部滑動(dòng)巖體的寬度及冒落拱矢高確定:首先,結(jié)合步驟二中所確定的圍巖基本力學(xué)參數(shù),且根據(jù)公式(3),計(jì)算得出巷道幫部處于不穩(wěn)定狀態(tài)下巷道幫部滑動(dòng)巖體的寬度b,式(3)中為矩形巷道(1)的巷道兩幫巖體剪切滑動(dòng)面上的摩擦角,h為矩形巷道(1)的內(nèi)部高度且h=H0;結(jié)合步驟二中所確定的圍巖基本力學(xué)參數(shù),且根據(jù)公式(4),計(jì)算得出巷道幫部發(fā)生有拉裂面滑動(dòng)的巷幫單斜面剪切破壞時(shí)所形成極限冒落拱一(5-2)的矢高h(yuǎn)2;根據(jù)公式(5),計(jì)算得出巷道幫部發(fā)生無(wú)拉裂面滑動(dòng)的巷幫單斜面剪切破壞時(shí)所形成極限冒落拱二(5-3)的矢高h(yuǎn)3;所述極限冒落拱一(5-2)和極限冒落拱二(5-3)均為處于極限平衡狀態(tài)時(shí)的冒落拱;
步驟304、巷道幫部支護(hù)體系與頂板支護(hù)體系確定:
當(dāng)巷道幫部處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),根據(jù)步驟301中所確定的自然冒落拱(5-1)的矢高h(yuǎn)1,對(duì)所述頂板支護(hù)體系一所采用的支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定;
當(dāng)巷道幫部處于不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),根據(jù)步驟302中所確定的巷道幫部滑動(dòng)巖體的寬度b,對(duì)所述巷道幫部支護(hù)體系二所采用的支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定;同時(shí),根據(jù)所確定的極限冒落拱一(5-2)的矢高h(yuǎn)2和極限冒落拱二(5-3)的矢高h(yuǎn)3,對(duì)巷道幫部單斜面剪切破壞時(shí)所述頂板支護(hù)體系二所采用的支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定;
步驟四、巷道圍巖支護(hù)施工:根據(jù)步驟三中所確定的所述巷道支護(hù)方案,對(duì)矩形巷道(1)進(jìn)行支護(hù)施工。
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