深部冲击地压巷道长、短锚索协同吸能控制方法及装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116006228A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202211628015.3(22)申请日2022.12.16(71)申请人中煤科工开采研究院有限公司地址100013北京市朝阳区青年沟路5号煤炭科学研究总院天地大厦申请人西山煤电（集团）有限责任公司(72)发明人付玉凯吴拥政山世昌李挺郝登云(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002专利代理师郭亮(51)Int.Cl.E21D20/00(2006.01)E21D21/00(2006.01)E21F17/18(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图3页(54)发明名称深部冲击地压巷道长、短锚索协同吸能控制方法及装置(57)摘要本发明提供一种深部冲击地压巷道长、短锚索协同吸能控制方法及装置，属于地质开采领域，该方法包括：确定围岩各分区的范围，所述各分区包括由巷道表面向围岩内部依次分布的流动层、塑性软化层、塑性硬化层和弹性层；根据围岩各分区的范围，确定相对远离巷道的长锚索支护位置和相对靠近巷道的短锚索支护位置，以使得短锚索支护范围超过所述流动层，以及长锚索支护范围超过所述短锚索支护范围。该方法在抑制住流动层变形的基础上，采用长锚索充分调动深部围岩，使浅部围岩和深部围岩形成一个范围更大、承载能力更强的承载结构，以避免浅部支护结构整体垮落，使浅部支护结构和深部支护结构形成耦合支护体，共同承受围岩上覆载荷，提高整体支护效果。CN116006228ACN116006228A权利要求书1/2页1.一种深部冲击地压巷道长、短锚索协同吸能控制方法，其特征在于，包括：确定围岩各分区的范围，所述各分区包括由巷道表面向围岩内部依次分布的流动层、塑性软化层、塑性硬化层和弹性层；根据围岩各分区的范围，确定相对远离巷道的长锚索支护位置和相对靠近巷道的短锚索支护位置，以使得短锚索支护范围超过所述流动层，以及长锚索支护范围超过所述短锚索支护范围。2.根据权利要求1所述的深部冲击地压巷道长、短锚索协同吸能控制方法，其特征在于，所述短锚索的支护结构和所述长锚索的支护结构的锚固段分布位置不同。3.根据权利要求1所述的深部冲击地压巷道长、短锚索协同吸能控制方法，其特征在于，所述根据围岩各分区的范围，确定相对远离巷道的长锚索支护位置和相对靠近巷道的短锚索支护位置，包括：确定短锚索支护范围超过所述流动层，以及确定长锚索支护范围超过所述塑性硬化层。4.根据权利要求1所述的深部冲击地压巷道长、短锚索协同吸能控制方法，其特征在于，所述确定围岩各分区的范围，包括根据如下公式确定围岩各分区的范围：其中：B＝σR‑AD＝σm‑Cα其中，a为巷道半径，R为塑性层半径，m为塑性软化层与硬化层交界处半径，f为流动层*处的半径；σm为围岩极限强度，σR为围岩屈服应力，σ为围岩残余强度，εep为塑性硬化层临界应变，εm为塑性软化层临界应变，εf为塑性流动层临界应变；α为应变硬化系数，β为应变软化系数；η为扩容系数；K为应力集中系数；p为巷道原岩应力，pi为支护阻力。5.根据权利要求1所述的深部冲击地压巷道长、短锚索协同吸能控制方法，其特征在于，所述根据围岩各分区的范围，确定相对远离巷道的长锚索支护位置和相对靠近巷道的短锚索支护位置之后，还包括：获取监测数据，其中，所述监测数据包括锚杆和锚索的支护结构受力、巷道变形数据；根据所述监测数据综合评估巷道围岩及支护结构的稳定性；或者，还包括根据所述稳定性对冲击地压巷道支护设计参数进行动态反馈。6.根据权利要求1所述的深部冲击地压巷道长、短锚索协同吸能控制方法，其特征在2CN116006228A权利要求书2/2页于，所述长锚索和所述短锚索的锚索直径不小于21.8毫米，最大力延伸率不小于8％，每米锚索破断吸能量不小于20000焦。7.根据权利要求1所述的深部冲击地压巷道长、短锚索协同吸能控制方法，其特征在于，所述根据围岩各分区的范围，确定相对远离巷道的长锚索支护位置和相对靠近巷道的短锚索支护位置之后，还包括：采用短锚索对围岩进行支护，并配合支护配件施加大于预设值的拉力；短锚索施工完成预设天数后，再采用短锚索对围岩进行支护；其中，所述支护配件包括编制钢筋网或钢带。8.一种深部冲击地压巷道长、短锚索协同吸能控制装置，其特征在于，包括：分区计算模块，用于确定围岩各分区的范围，所述各分区包括由巷道表面向围岩内部依次分布的流动层、塑性软化层、塑性硬化层和弹性层；锚索定位模块，用于根据围岩各分区的范围，确定相对远离巷道的长锚索支护位置和相对靠近巷道的短锚索支护位置，以使得短锚索支护范围超过所述流动层，以及长锚索支护范围超过所述短锚索支护范围。9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器