[发明专利]一种采动应力影响下大变形巷道卸压方法有效
| 申请号: | 201911044361.5 | 申请日: | 2019-10-30 |
| 公开(公告)号: | CN110685689B | 公开(公告)日: | 2020-11-27 |
| 发明(设计)人: | 周跃进;李明鹏;朱亚坤;郑丽辉;张雷鸣;毛东桂;李萌;马永东 | 申请(专利权)人: | 中国矿业大学 |
| 主分类号: | E21C41/18 | 分类号: | E21C41/18 |
| 代理公司: | 北京淮海知识产权代理事务所(普通合伙) 32205 | 代理人: | 杨晓亭 |
| 地址: | 221000*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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| 摘要: | |||
| 搜索关键词: | 一种 应力 影响 变形 巷道 方法 | ||
1.一种采动应力影响下大变形巷道卸压方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
a.根据矿井地质资料或取芯实验方式获取处于矿层上方的矿层覆岩的岩层层数n、各层厚度h、岩性以及各层的岩石力学参数;
b.分别弱化不同岩层,获取不同岩层对于采动应力传递的影响,并依此分析确定具有传递支承应力功能、对大变形巷道的围岩应力显现起到主要控制作用的厚硬岩层作为主控制层;具体的,
①采用数值模拟手段,依据步骤a建立数值模拟模型,记为模型X,进行首次数值模拟计算,获取工作面超前范围内应力分布状态及数值信息,记为结果Y;
②在模型X基础上,弱化第1层岩层的岩石力学参数并进行数值模拟计算,获取工作面超前范围内应力分布状态及数值信息,记为结果1;在模型X基础上,弱化第2层岩层的岩石力学参数并进行数值模拟计算,获取工作面超前范围内应力分布状态及数值信息,记为结果2;依此类推,重复此过程,直至弱化第n层岩层的岩石力学参数并进行数值模拟计算,获取工作面超前范围内应力分布状态及数值信息,记为结果n;
③将结果1~结果n分别与结果Y进行对比分析,以巷道围岩应力场演化特征为评价标准,选取对大变形巷道采动应力场起主要控制作用的硬岩层作为主控制层;
c.在主控制层中确定爆破卸压的优选位置,具体的,
①在主控制层中,依据爆破卸压位置与工作面之间不同的水平距离设置m个方案,并根据步骤a的矿层覆岩的岩层层数n、各层厚度h、岩性以及各层的岩石力学参数分别弱化不同水平距离处主控制层岩石的力学参数,模拟爆破卸压位置因素对卸压效果的影响、并进行数值模拟计算,获取方案结果1~方案结果m;
②将方案结果1~方案结果m进行对比分析,获得不同爆破卸压位置条件下的爆破卸压效果,确定爆破卸压的优选位置;
d.按爆破卸压的优选位置向主控层内打设多个钻孔、并分别在钻孔内充填炸药,封孔后使用爆破方法切断主控制层;
e.实时监测巷道变形量及巷道围岩应力场演化特征。
2.根据权利要求1所述的采动应力影响下大变形巷道卸压方法,其特征在于,所述的步骤d的多个钻孔的孔底连线为一条直线。
3.根据权利要求1所述的采动应力影响下大变形巷道卸压方法,其特征在于,所述的步骤d采用深孔爆破方法,向主控层内打设的钻孔穿透主控制层。
4.根据权利要求3所述的采动应力影响下大变形巷道卸压方法,其特征在于,所述的步骤d在钻孔内充填炸药的装药范围从主控制层上界面至下界面、布满整个主控制层。
5.根据权利要求1所述的采动应力影响下大变形巷道卸压方法,其特征在于,所述的步骤d的多个钻孔的钻孔方向垂直于主控制层设置。
6.根据权利要求1所述的采动应力影响下大变形巷道卸压方法,其特征在于,所述的步骤d的多个钻孔所装设炸药的起爆方式为逐个依序起爆。
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