一种巷道支护参数确定方法及支护方法技术

本发明专利技术公开了一种巷道支护参数确定方法，包括获取巷道参数，其中，巷道参数包括巷道围岩原始水平应力PO、摩擦系数ux、内聚力CΧ、摩擦角Φx、岩石单轴抗压强度RC、巷道围岩原始裂纹的断裂韧度KIc以及长度c；根据活化深度计算关系式得到活化深度b；依据活化深度b确定锚杆的长度L，其中，锚杆包括顶部锚杆，其中，顶部锚杆包括顶部增刚约束锚杆和顶部岩层面阻剪锚杆。本发明专利技术提供的一种巷道支护参数确定方法，该方法提供的活化深度计算关系式是在充分考虑了水平应力场后推导得到的，使得得到的支护参数与实际现场更加符合，提高了巷道支护的安全性。本发明专利技术还公开了一种巷道支护方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及巷道安全
，特别是涉及一种巷道支护参数确定方法及支护方 法。
技术介绍
在边坡、岩土深基坑等地表工程及隧道、采场等地下硐室施工中，巷道锚杆支护是 非常重要的环节，而巷道锚杆支护最重要的是对巷道锚杆进行支护参数设计。 目前巷道锚杆的支护参数设计方法多基于自然平衡拱理论：顶锚杆在顶板岩层中 形成组合挤压拱，借以维持岩层顶板的完整稳定，使其自身的承载能力不受损伤。目前的支 护方法通常在自然平衡拱理论的基础上作如下假设： (1)顶板岩体受采动影响产生节理，在节理的切割下形成松散岩体，节理包裹的岩 体内具有黏结力，岩块间的接触面上具有摩擦力； (2)巷道开挖后巷道上方采空区矸石带内在相互挤压和摩擦力作用下形成自然平 衡拱，在巷道的侧壁处和顶板岩层内，沿着与侧壁夹角为45° -p/2的方向产生两个滑动 面； (3)作用在巷道顶板矸石夹层上的顶板压力仅是自然平衡内的岩体自重； (4)采用坚固系数f?来表征矸石岩块块体强度，对于松散体来说其物理意义为 f=lanf/；； (5)形成的自然平衡拱的拱顶岩体只承受压应力，不承受抗拉应力。 可见，现有技术中在进行锚杆的支护参数设计时只考虑了垂直方向上的应力场而 没有考虑水平应力场，对于处于水平应力场条件下的巷道适用性以及安全性较差。 因此，如何有效提供一种处于水平应力场条件下的巷道支护参数确定方法以及支 护方法是本领域技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供巷道支护参数确定方法，得到的支护参数与实际现场更加符 合，提高了巷道支护的安全性；本专利技术的另一目的是提供一种巷道支护方法。 为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种巷道支护参数确定方法，包括： 获取巷道参数，其中，所述巷道参数包括：巷道围岩原始水平应力匕、摩擦系数ux、 内聚力cx、摩擦角〇x、岩石单轴抗压强度R。、巷道围岩原始裂纹的断裂韧度!^。以及长度 c； 根据活化深度计算关系式得到活化深度b;其中，所述活化深度计算关系式为： 依据所述活化深度b确定锚杆的长度L，其中，所述锚杆包括顶部锚杆，其中，所述 顶部锚杆包括顶部增刚约束锚杆和顶部岩层面阻剪锚杆。 优选地，所述巷道参数还包括：巷道支承压力集中系数K、水平挤压力P=KP。、巷 道的宽度B、巷道类板结构岩石的弹性模量E以及截面惯性矩I; 则该方法还包括： 根据顶部锚杆数目计算关系式得到所述顶部增刚约束锚杆和顶部岩层面阻剪锚 杆的数目；其中，所述顶部锚杆数目计算关系式为： 优选地，该方法还包括： 根据顶部锚杆刚度计算关系式得到所述顶部增刚约束锚杆和顶部岩层面阻剪锚 杆的刚度；其中，所述顶部锚杆刚度计算关系式为：其中，0为与顶部锚杆数目m相关的系数。 优选地，所述巷道参数还包括：锚杆的弹性模量Em以及锚杆的有效当量弹性变形 段长度L1; 则该方法还包括： 根据顶部锚杆直径计算关系式得到所述顶部增刚约束锚杆和顶部岩层面阻剪锚 杆的直径；其中，所述顶部锚杆直径计算关系式为： 优选地，该方法还包括： 所述锚杆还包括帮部锚杆；其中，所述帮部锚杆包括帮部增刚约束锚杆以及帮部 岩层面阻剪锚杆，所述巷道参数还包括：巷道的高度h、巷道的上覆岩层平均容重Y以及巷 道埋深H; 则根据帮部锚杆数目计算关系式得到所述帮部增刚约束锚杆和帮部岩层面阻剪 锚杆的数目；其中，所述帮部锚杆数目计算关系式为： 优选地，该方法还包括： 根据帮部锚杆刚度计算关系式得到所述帮部增刚约束锚杆和帮部岩层面阻剪锚 杆的刚度；其中，所述帮部锚杆刚度计算关系式为： 优选地，该方法还包括： 根据帮部锚杆直径计算关系式得到所述帮部增刚约束锚杆和帮部岩层面阻剪锚 杆的直径；其中，所述帮部锚杆直径计算关系式为： 优选地，该方法还包括： 依据所述巷道参数确定顶部锚索和帮部锚索的排距。 优选地，所述巷道参数还包括：破坏区的煤岩体容重、巷道顶部破坏高度A、锚索 屈服荷载Yi、岩体侧内摩擦角 则所述依据所述巷道参数确定顶部锚索和帮部锚索的排距的过程具体为： 根据锚索排距计算关系式得到所述顶部锚索和帮部锚索的排距；其中，所述锚索 排距计算关系式为： 为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种巷道支护方法，该方法依据上述巷道 支护参数确定方法中的各参数确定锚杆、锚索，该方法包括： 步骤S1 :在巷道顶部先安装所述顶部增刚约束锚杆，后安装所述顶部岩层面阻剪 销杆； 步骤S2 :在巷道帮部先安装所述帮部增刚约束锚杆，后安装所述帮部岩层面阻剪 销杆； 步骤S3 :依据所述排距先安装所述顶部锚索，后安装所述帮部锚索。 本专利技术提供的一种巷道支护参数确定方法，该方法依据水平应力场下巷道围岩变 形控制机理，首先获取巷道参数，通过巷道参数以及活化深度计算关系式来确定巷道所需 锚杆的长度等支护参数，其中，该方法提供的活化深度计算关系式是在充分考虑了水平应 力场后推导得到的，使得得到的支护参数与实际现场更加符合，提高了巷道支护的安全性。【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施 例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获 得其他的附图。 图1为本专利技术提供的一种巷道支护参数确定方法的过程的流程图； 图2为本专利技术提供的另一种巷道支护参数确定方法的过程的流程图； 图3为本专利技术提供的一种巷道支护方法的过程的流程图； 图4为本专利技术提供的锚杆控制类板结构的原理结构示意图； 图5-1为本专利技术提供的一种巷道支护顶部锚杆安装结构示意图； 图5-2为本专利技术提供的一种巷道支护帮部锚杆安装结构示意图； 图5-3为本专利技术提供的一种巷道支护顶部锚索安装结构示意图； 图5-4为本专利技术提供的一种巷道支护帮部锚索安装结构示意图。【具体实施方式】 本专利技术的核心是提供巷道支护参数确定方法，得到的支护参数与实际现场更加符 合，提高了巷道支护的安全性；本专利技术的另一核心是提供一种巷道支护方法。 为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例 中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是 本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员 在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种巷道支护参数确定方法，其特征在于，包括：获取巷道参数，其中，所述巷道参数包括：巷道围岩原始水平应力PO、摩擦系数ux、内聚力CΧ、摩擦角Φx、岩石单轴抗压强度RC、巷道围岩原始裂纹的断裂韧度KIc以及长度c；根据活化深度计算关系式得到活化深度b；其中，所述活化深度计算关系式为：依据所述活化深度b确定锚杆的长度L，其中，所述锚杆包括顶部锚杆，其中，所述顶部锚杆包括顶部增刚约束锚杆和顶部岩层面阻剪锚杆。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：安满林，李付臣，蒋金泉，魏忠民，代进，程发祥，秦广鹏，赵永亮，李华，朱敬，
申请(专利权)人：兖州煤业股份有限公司，山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37