[发明专利]一种巷道底板卸压槽宽度的计算方法

说明书

本本发明公开了一种巷道底板卸压槽宽度的计算方法，包括以下步骤：步骤一、确定卸压槽的深度值h；步骤二、计算水平均布载荷p；步骤三、确定卸压槽深度范围内岩层的弹性模量E；步骤四、确定卸压槽宽度l，卸压槽宽度l应满足公式：该公式中：k为富余系数、l为卸压槽宽度、υ为巷道上覆岩层的泊松比、γ为巷道上覆岩层的平均容重、H为巷道埋深、h为卸压槽深度、E为卸压槽深度范围内岩层的弹性模量。本发明计算方法简单，能够使得卸压槽宽度的选取不再盲目，确保了卸压槽治理巷道底鼓的科学性和合理性，实用性强。

技术领域

本发明属于煤矿开采技术领域，具体是涉及一种巷道底板卸压槽宽度的计算方法。

背景技术

巷道掘出后，底板岩层会在应力作用下向巷道内压曲、扩容、膨胀，形成底鼓。底鼓是煤矿巷道常见的动力现象，现场实测数据表明，我国煤矿巷道顶底板移近量中约2/3是由底板的鼓起变形造成的，底鼓导致巷道断面变形，阻碍通风，妨碍正常运输和行人。治理底鼓的费用占到整个巷道维护总费用的一半以上，底鼓对矿井的生产造成严重影响。如何治理巷道底鼓成为很多煤矿面临的主要难题。

汇总目前国内外各种底鼓控制技术，按照控制机理的不同可分为三大类型，即：支护加固法、卸压法及联合支护法。

卸压槽控制巷道底鼓法是卸压法中的一种，其机理是通过对巷道底板2开设卸压槽6，使得原本作用于巷道底板2的高应力转移至深部较硬的岩层，使底板形成“强弱强”的稳定受力结构，用卸压槽6的变形量来减轻或抵消巷道底板2向巷道1空间内的变形量，保持巷道底板2的稳定，如图2所示。

当对巷道底板2采取开设卸压槽6处理时，卸压槽6参数(深度和宽度)的选取一直是当前研究的热门课题。参数选取过大，浪费大量的人力、物力和财力，参数选取过小，不能有效治理巷道底鼓。在对卸压槽6深度的选取中，目前已形成较为成熟的理论。在卸压槽6宽度的确定上，由于以往学者们只侧重于研究卸压槽6深度对底鼓的治理效果，而忽视了对卸压槽6宽度确定方法的研究，导致目前卸压槽6宽度的选取只能依赖现场经验，这使得在卸压槽6宽度的选取上存在很大的盲目性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种巷道底板卸压槽宽度的计算方法，其根据现有的力学理论和矿山压力理论对卸压槽宽度的确定方法进行了研究，提出科学的卸压槽宽度计算方法，为卸压槽宽度的选取提供科学的理论依据；通过实验和实测获得基本数据，然后进行合理的计算，最终获得卸压槽宽度的合理取值，其计算方法简单；使得卸压槽宽度的选取不再盲目，确保了卸压槽治理巷道底鼓的科学性和合理性，实用性强。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种巷道底板卸压槽宽度的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、确定卸压槽的深度值h；

步骤二、计算巷道底板的水平均布载荷p；

步骤三、确定卸压槽深度范围内岩层的弹性模量E；

步骤四、确定卸压槽宽度l，卸压槽宽度l应满足如下公式：

该公式中：k为富余系数、l为卸压槽宽度、υ为巷道上覆岩层的泊松比、γ为巷道上覆岩层的平均容重、H为巷道埋深、h为卸压槽深度、E为卸压槽深度范围内岩层的弹性模量。

上述的一种巷道底板卸压槽宽度的计算方法，其特征在于：步骤二中所述的计算巷道底板的水平均布载荷p是按照如下步骤进行的：

第一步、通过测量或者计算获取巷道埋深值H，通过实验测得巷道上覆岩层的平均容重γ和巷道上覆岩层的泊松比υ，

第二步、通过公式一p＝σ_x＝(λγH×10³)h和公式二来计算并确定巷道底板的水平均布载荷p，