一种砂岩巷道围岩支护方法、系统、介质、设备及终端技术方案

本发明专利技术属于地下采矿工程巷道围岩支护稳定性技术领域，公开了一种砂岩巷道围岩支护方法、系统、介质、设备及终端，确定采场周围岩性为粘土矿物含量相对较高的砂岩；在无需支护结构材料的协同作用下，采用热处理的方式对粘土矿物含量相对较高的任意砂岩巷道围岩的位置进行施工；通过室内试验，得到砂岩经过不同温度热处理后的应力应变曲线，确定砂岩热强化的最佳温度范围为400～600℃。本发明专利技术可以因砂岩的热强化现象，达到巷道围岩自身强度提高的目的，进而起到独立承担巷道稳定的作用，对采矿作业成功进行沿空留巷有着重要的现实意义，杜绝因对支护结构材料的获取、运输、安装、拆卸和返修而带来的弊端和通病，保障了井下作业人员安全。安全。安全。

【技术实现步骤摘要】
一种砂岩巷道围岩支护方法、系统、介质、设备及终端


[0001]本专利技术属于地下采矿工程巷道围岩支护稳定性
，尤其涉及一种砂岩巷道围岩支护方法、系统、介质、设备及终端。

技术介绍

[0002]目前，巷道失稳破坏是地下采矿工程生产中最为常见的地质灾害之一，巷道围岩失稳破坏诱发的地质灾害是制约地下采矿工程安全及稳定性的重要因素，保障巷道围岩的稳定是与地下采矿工程的一项重要任务。目前，巷道围岩支护的方法中，应用最为广泛的是基于支护结构与围岩相互作用并组成共同承载体系，如锚喷支护。该方法的优势是：围岩为主要承载结构，支护仅用于约束和限制围岩的形变，主要承受变形压力，两者共同作用的结果是使围岩
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支护体系达到平衡状态。但同时，该方法由于对支护结构材料的依赖，暴露了以下的弊端：首先，支护结构材料的采购、运输、安装、拆卸和返修耗费大量经济成本；其次，造成了作业人员繁重的任务量，限制了生产效率。所以，针对上述问题，有必要提出一种经济成本低、生产效率高的巷道围岩支护新技术。
[0003]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有巷道围岩支护方法中，由于对支护结构材料的依赖，支护结构材料的采购、运输、安装、拆卸和返修耗费大量经济成本，造成了作业人员繁重的任务量，限制了生产效率。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种砂岩巷道围岩支护方法、系统、介质、设备及终端。
[0005]本专利技术是这样实现的，一种砂岩巷道围岩支护方法，砂岩巷道围岩支护方法包括：确定采场周围岩性为粘土矿物含量相对较高的砂岩；在无需支护结构材料的协同作用下，采用热处理的方式对粘土矿物含量相对较高的任意砂岩巷道围岩的位置进行施工；通过室内试验，得到砂岩经过不同温度热处理后的应力应变曲线，确定砂岩热强化的最佳温度范围为400～600℃。
[0006]进一步，砂岩巷道围岩支护方法包括以下步骤：
[0007]步骤一，确定采场周围的岩性；
[0008]步骤二，无需支护结构材料的协同作用；
[0009]步骤三，对粘土矿物含量相对较高的砂岩巷道围岩进行热处理。
[0010]进一步，步骤一中，采场周围岩性为粘土矿物含量相对较高的砂岩。
[0011]进一步，步骤二中的无需支护结构材料的协同作用，是指仅考虑砂岩作为巷道围岩的情况下，利用砂岩的自身强度独立承担巷道围岩的失稳作用力。
[0012]进一步，步骤三中的砂岩热处理的最佳温度范围为400～600℃。
[0013]进一步，步骤三中，在对砂岩巷道围岩进行热处理后，砂岩峰值强度相对室温条件下的砂岩强度提高30％。
[0014]本专利技术的另一目的在于提供一种应用所述的砂岩巷道围岩支护方法的砂岩巷道围岩支护系统，砂岩巷道围岩支护系统包括：
[0015]岩性确定模块，用于确定采场周围岩性为粘土矿物含量相对较高的砂岩；
[0016]无支护结构模块，用于仅考虑砂岩作为巷道围岩的情况下，利用砂岩的自身强度独立承担巷道围岩的失稳作用力；
[0017]砂岩热处理模块，用于对粘土矿物含量相对较高砂岩巷道围岩进行热处理。
[0018]本专利技术的另一目的在于提供一种计算机设备，计算机设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行所述的砂岩巷道围岩支护方法的步骤。
[0019]本专利技术的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行所述的砂岩巷道围岩支护方法的步骤。
[0020]本专利技术的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，信息数据处理终端用于实现所述的砂岩巷道围岩支护系统。
[0021]结合上述的技术方案和解决的技术问题，本专利技术所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
[0022]本专利技术涉及一种砂岩巷道围岩支护新技术，在确认巷道围岩是粘土矿物含量相对较高的砂岩为前提，不需要支护结构材料的协同作用，仅需对砂岩巷道围岩进行热处理，使其达到400～600℃的目标范围温度，即可使得其强度相对室温条件下砂岩强度提高近30％。所以，本专利技术可以因砂岩的热强化现象，来达到巷道围岩自身强度提高的目的，进而起到独立承担巷道稳定的作用，对采矿作业成功进行沿空留巷有着重要的现实意义。该技术杜绝了因对支护结构材料的获取、运输、安装、拆卸和返修而带来的弊端和通病，在保障井下作业人员安全的同时，对采矿行业经济效益的提高起到助力作用。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0024]1、本专利技术采用热处理的方式对粘土矿物含量相对较高的砂岩巷道围岩进行施工，可根据实际需要在任意巷道围岩的位置进行施工，相较于现有的巷道围岩施工方式，操作方式简单且围岩强度提升效果显著。
[0025]2、本专利技术只需围岩自身强度的提高即可达到支护的目的，与目前常用的锚喷支护等方法相比，降低了因对支护结构材料的获取、运输、安装、拆卸和返修而带来的弊端，很大程度上降低了经济成本，提高了生产效率，尤其是对于资源即将开采殆尽的老矿山而言，再投入巨大的经济成本去返修巷道围岩的支护得不偿失。
[0026]3、本专利技术无需支护结构材料的作用，减少了井下作业人员在对支护结构材料的获取、运输、安装、拆卸和返修等过程中繁重的劳动量，提高了生产效率；也降低了因支护结构材料引发的灾害风险，一定程度上提高了地下采矿工程巷道的安全性。
[0027]4、传统的围岩支护方法在某些仅需要矿体围岩作用的工作阶段，支护结构材料的存在反而给开采工作带来了巨大麻烦，如临时矿柱回采过程中，回撤支护结构材料会耗费大量的人力和财力，成为了严重制约回采生产工作的一大诟病。而本专利技术提出的新技术可以只从矿体围岩的强度着手，避开回撤支护结构这一工作步骤，减少回采过程中支护结构的拆卸工作量对回采进度的影响，从而安全、高效地进行矿柱回采。
[0028]5、本专利技术提供了一种砂岩巷道围岩支护新技术，该技术可快速提高砂岩巷道围岩
本身的强度，且杜绝了由传统支护技术(如锚杆、锚索等)带来的弊端，同时可以满足支护要求和安全生产，也可以提高开采效率和节约经济成本。
[0029]6、本专利技术的技术方案转化后的预期收益和商业价值为：该专利技术的技术方案转化后，可以为地下岩石工程巷道围岩支护节约大量经济成本，提高生成效率。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述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。
[0031]图1是本专利技术实施例提供的砂岩巷道围岩支护方法流程图；
[0032]图2是本专利技术实施例提供的在室温、200℃、400℃、600℃和800℃这五组温度热处理后粘土矿物含量相对较高的砂岩应力应变全过程图；
[0033]图3A是本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种砂岩巷道围岩支护方法，其特征在于，砂岩巷道围岩支护方法包括：确定采场周围岩性为粘土矿物含量相对较高的砂岩；在无需支护结构材料的协同作用下，采用热处理的方式对粘土矿物含量相对较高的任意砂岩巷道围岩的位置进行施工；通过室内试验，得到砂岩经过不同温度热处理后的应力应变曲线，确定砂岩热强化的最佳温度范围为400～600℃。2.如权利要求1所述的砂岩巷道围岩支护方法，其特征在于，砂岩巷道围岩支护方法包括以下步骤：步骤一，确定采场周围的岩性；步骤二，无需支护结构材料的协同作用；步骤三，对粘土矿物含量相对较高的砂岩巷道围岩进行热处理。3.如权利要求2所述的砂岩巷道围岩支护方法，其特征在于，步骤一中，采场周围岩性为粘土矿物含量相对较高的砂岩。4.如权利要求2所述的砂岩巷道围岩支护方法，其特征在于，步骤二中的无需支护结构材料的协同作用，是指仅考虑砂岩作为巷道围岩的情况下，利用砂岩的自身强度独立承担巷道围岩的失稳作用力。5.如权利要求2所述的砂岩巷道围岩支护方法，其特征在于，步骤三中的砂岩热处理的最佳温度范围为400～600℃。6.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵奎，张林，杨道学，曾鹏，龚囱，钟文，王晓军，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：