[发明专利]一种煤矿软岩巷道锚注支护设计专家系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤矿巷道压力与围岩控制，特别是一种煤矿软岩巷道锚注支护设计专家系统。

背景技术

随着计算机的普及，专家系统已在很多工程上都进行了应用。西南交通大学开发的“锚网喷支护设计专家系统PTES”，煤科院北京开采所开发的“回采巷道支护选型与参数确定专家系统”等。但是，这些专家系统涉及的对象仅是煤矿巷道的锚杆支护，而没有涉及煤矿复杂困难条件下软岩巷道的锚注支护。

锚注支护技术是维护煤矿复杂困难条件下软岩巷道围岩稳定的一项有效技术。但是，进行煤矿软岩巷道锚注支护是一个涉及到煤层开采条件、水文地质、工程地质和岩石力学等诸多因素的复杂问题，往往需要具备专业的数学力学知识以及丰富的工程经验，同时需要花费大量时间和精力来进行复杂的力学计算和工程绘图，这些对于煤矿现场工程技术人员来讲是很难做到的。

目前，我国煤矿每年掘进的复杂困难条件下的软岩巷道总长度达到百万米以上，但是对这些软岩巷道的锚注支护却凭借猜测和假设，主观随意性对结果影响很大。当强度过低时，由于锚注支护效果不能得到充分发挥，将导致巷道出现冒顶偏帮等事故，而当设计强度较高时则会造成支护材料的浪费，严重影响矿井的经济效益。对煤矿软岩巷道的锚注支护设计，尚未有一种能够定量、全面地考虑新建软岩巷道工程的具体地质力学环境，以及结合新建软岩巷道工程周围其它矿区可借鉴的实际软岩巷道工程的基础数据和锚注支护设计参数，来进行新建软岩巷道锚注支护技术方案与参数的设计和优化，并根据设计结果自动进行锚注支护设计报告编制和工程施工布置图形绘制的计算机辅助设计系统。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是要提供一种煤矿软岩巷道锚注支护设计专家系统，解决无法合理、准确、规范地设计煤矿软岩巷道锚注支护方案与参数的问题。

根据本发明的目的是这样实现的：煤矿软岩巷道锚注支护设计专家系统包括：(1)软岩巷道锚注支护设计专家知识库模块；(2)软岩巷道锚注支护工程实践成功案例数据库模块；(3)新建软岩巷道工程原始数据输入模块；(4)软岩巷道锚注支护形式推理设计模块；(5)软岩巷道锚注支护参数推理设计模块；(6)软岩巷道锚注支护结构承载能力评价模块；(7)软岩巷道锚注支护设计报告自动生成模块；(8)软岩巷道锚注支护施工布置图形绘制模块；

所述的软岩巷道锚注支护设计专家知识库模块，获取煤矿巷道锚注支护领域中知名专家与学者的设计经验与知识，并将这些知识以“基础知识”和“推理知识”两种形式存于系统的知识库中，供系统计算推理时使用；

所述的软岩巷道锚注支护工程实践成功案例数据库模块，存储全国范围内各大煤矿成功的软岩巷道锚注支护工程实践的案例资料，包括软岩巷道的基本工程地质资料、软岩巷道的锚注支护形式以及支护参数，为新建软岩巷道锚注支护设计提供借鉴；

所述的新建软岩巷道工程原始数据输入模块，基本输入数据包括：新建软岩巷道的基本工程地质概况数据、新建软岩巷道地应力数据、新建软岩巷道围岩力学性质数据和新建软岩巷道围岩结构性质数据；

所述的软岩巷道锚注支护形式推理设计模块，实现如下功能：A. 构建软岩巷道锚注支护形式推理机；B. 通过推理机的演绎计算，确定软岩巷道的最佳锚注支护形式；

所述的软岩巷道锚注支护参数推理设计模块，实现如下功能：A. 构建软岩巷道锚注支护参数推理机；B. 通过推理机的演绎计算，确定软岩巷道的最佳锚注支护参数；

所述的软岩巷道锚注支护结构承载能力评价模块，实现如下功能：A. 对系统设计的软岩巷道锚注支护形式与支护参数进行支护结构承载能力评价；B. 根据评价结果，进一步修正与优化软岩巷道的锚注支护形式与参数；

所述的软岩巷道锚注支护设计报告自动生成模块，通过建立专家系统与Microsoft Office Word软件之间的数据交换接口，实现自动编制规范的软岩巷道锚注支护设计报告的功能；

所述的软岩巷道锚注支护施工布置图形绘制模块，通过建立专家系统与AutoCAD软件之间的数据交换接口，实现自动绘制规范的软岩巷道锚注支护方案施工布置图形的功能。