[发明专利]一种回采巷道矿压显现数据的预测方法

说明书

本发明公开了一种回采巷道矿压显现数据的预测方法，属于矿山巷道围岩控制技术领域。利用矿压显现数据的预测变化量模型对一系列的矿压显现数据的实际差值进行非线性回归，即得到确定的回采巷道矿压显现数据的变化速度与累积变化量的函数表达式，进而得到回采巷道的矿压显现特征。利用本发明的回采巷道矿压显现数据的预测方法可以快速、高效的预测回采巷道的矿压显现特征，适用范围较广。

技术领域

本发明涉及一种回采巷道矿压显现数据的预测方法，属于矿山巷道围岩控制技术领域。

背景技术

在煤矿的开拓巷道、准备巷道和回采巷道这三类巷道中，回采巷道因其服务年限较短，故其支护设计也只是满足回采期间正常使用即可，因而回采巷道在掘进和回采期间的矿压显现相对于另外两类巷道也是比较强烈的。测量回采巷道表面变形收敛量是巷道是回采巷道掘进和回采期间的必测项目之一，其基本方法为：在开挖煤岩体后立即在巷道的两帮和顶板埋设一些锚固点作为测量基点，用监测仪器在一定时段内通过量测任意基点间距离上的微小变化，从而计算出巷道的顶底板、两帮的收敛变形量和变形速率，用以达到评定工程稳定性，指导支护设计目的。

回采巷道围岩移近量的观测是国内外矿山最常用、也是最普遍应用的巷道矿压观测方法，其内容包括巷道顶板下沉量、底板鼓起量、巷帮移近量、深部围岩移近量以及巷道剩余断面积等。其中应用最广泛、也是最基本的移近量观测的测点布置方法是“十字形”布点法，即回采巷道开挖后观测顶底移近量和两帮移近量随时间的变化与发展，当巷道断面较大，需要分析研究变形的复杂受力过程时，也有采用周边多测点变形观测方法，回采巷道处于工作面一侧，在其服务期间的相当一段时间，要受工作面采动的影响，其受力有明显的不对称性，因而其变形发展过程也有明显的不对称性，为了研究变形及其控制特点，往往采用“艹字形”和“井字形”的测点布置方法。

在回采巷道的矿压观测中，国内外矿山主要采用固定测站，长期监测的的方法，所需花费的时间较长，而且预测回采巷矿压灾害效果也较差。

目前，研究回采巷道的矿压显现特征的常用的方法主要有三类：第1类是在回采巷道的矿压变化过程中进行长期的现场观测，如观测顶底板移近量、支架载荷量和支柱(活柱)下缩量，一般称为“三量”；第2类是基于有限差分法(FDM)、有限元法(FEM)、边界元法(BEM)、离散元法(DEM)、拉格朗日元法、不连续变形分析法(DDA)、流行元法(MEM)、无单元法及其混合应用等各种数值模拟技术的数值分析方法，如使用FLAC^3D、3DEC、ANSYS软件模拟巷道的应力分布规律、和位移分布特征等；第3类是相似材料模拟实验研究方法，它是在实验室内按相似原理制作与回采巷道原型相似的模型，借助测试仪表观测模型内力学参数及其分布规律，利用在模型上研究的结果，借以推断回采巷道原型中可能发生的力学现象以及岩体压力分布的规律，从而解决岩体工程生产中的实际问题。

虽然对回采巷道进行长期观测得到的矿压规律是最真实、最准确的，但是它最大的缺点是需要的时间较长。

由于数值分析方法研究回采巷道的矿压显现特征时，利用的是巷道围岩的物理、力学参数，而由于回采巷道在实际情况下条件往往非常复杂，所建立的模型很难准确反映回采巷道的真实情况，得到的结果也与实际情况差别较大，一般仅作为参考。

而相似材料模拟实验更适合对特殊条件下的巷道矿压显现特征进行研究，对一般回采巷道的矿压显现特征和变化规律，很少使用这种方法。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的研究回采巷道矿压显现特征的方法所耗费的时间长、效率低、准确度低、预测效果差、适用范围有限等不足，本发明提供了一种回采巷道矿压显现数据的预测方法，以在短时间内可靠地预测回采巷道的矿压显现特征。