[发明专利]一种基于冲击危险综合指数评定的冲击地压巷道支护设计方法

说明书

本发明公开了一种基于冲击危险综合指数评定的冲击地压巷道支护设计方法，基于煤岩冲击倾向性鉴定和冲击危险综合指数法的冲击地压巷道支护设计方法包括以下步骤和流程：1)确定支护设计巷道；2)煤岩冲击倾向性鉴定；3)根据地质因素和开采技术因素计算冲击危险综合指数；4)巷道围岩顶帮冲击能量对应计算；5)支护构件防冲抗震能力校核计算；6)支护方案及参数确定。该设计方法可针对不同冲击危险性等级的巷道选择不同的支护方式和支护方法，实现了不同冲击危险性等级巷道的定量化设计，有效避免了不同冲击危险性等级巷道的支护过度和支护参数欠缺引起的支护材料浪费和安全问题。

技术领域

本发明涉及一种巷道支护技术领域。尤其是一种适用于煤矿井下冲击地压巷道支护设计方法。

背景技术

随着开采深度的增加，冲击地压矿井数量将会逐渐增多，冲击地压一旦发生，将会对矿工的生命造成极大的威胁，对矿井造成巨大的损失。冲击地压是在煤矿开采过程中，由于采动影响使巷道及工作面原有的力学平衡受到破坏，其弹性能发生迅猛释放的动力现象，严重时会波及地面建筑物。因此，冲击地压问题已成为煤矿掘进与开采、威胁矿井安全的一大技术难题。

冲击地压发生次数随煤层开采深度增加呈非线性增长关系，据统计，85％的冲击地压发生在巷道中，巷道冲击地压的防治，除有效卸压外，还需要对冲击地压巷道进行选择性的支护，冲击地压巷道支护技术的有效性，直接决定了冲击地压的灾害能否被有效降低。特别是在一些严重冲击地压矿井，尽管采取了多种防治技术，还是没能消除冲击地压这一灾害。

我国煤矿地质条件复杂，特别是煤矿进入深部开采后，巷道的支护难度特别是冲击地压巷道支护难度增加。如何对冲击地压巷道进行支护，一直是国内外学者研究的热点和难点。随着锚杆技术发展的日益成熟，以及大量新型支护材料被研发出来。提高巷道支护的效率，研究开发高强度、吸能防冲锚杆(索)成为一种解决冲击地压巷道灾害的方法。冲击地压巷道支护必须采用全断面等强支护，支护构件之间、支护体之间、支护体与围岩之间要相互耦合，形成一个统一的支护整体。

不同冲击危险性等级的巷道采用统一的支护标准，盲目的进行加强支护，造成了支护材料的浪费和支护效率下降。选择不同的支护方式和支护方法，实现了不同冲击危险性等级巷道的定量化设计，有效避免了不同冲击危险性等级巷道的过度支护和支护欠缺引起的支护材料浪费和安全问题。

不同冲击危险等级巷道采用不同的支护设计方法是一种用于煤矿掘进防治冲击地压的新理念，与传统的冲击地压巷道支护技术与方法不同。根据冲击危险性等级确定冲击地压巷道的支护设计方法可以实现不同冲击地压巷道的有效支护，对冲击地压矿井的安全开采、巷道支护和冲击地压防治具有重要意义。

发明内容

技术问题：本发明的目的是要克服现有支护设计方法中的不足之处，提供一种冲击地压巷道基于冲击危险综合指数评定的巷道支护设计方法，基于煤岩冲击倾向性鉴定和冲击危险综合指数确定不同冲击危险等级，对不同冲击危险类别的巷道进行分类支护设计，依据冲击地压巷道的支护构件的防冲抗震能力与巷道围岩帮顶冲击能量计算，确定冲击地压巷道的支护方式，不仅减少了盲目对冲击地压巷道加强支护，提高了巷道支护效率，减少了材料浪费，而且减弱了冲击地压对巷道两帮及顶板的威胁，有效防止冲击了地压的发生。

技术方案：本发明的一种基于冲击危险综合指数评定的冲击地压巷道支护设计方法，包括如下步骤：

a.确定冲击地压巷道评价对象

通过巷道现场调研及巷道支护理论获取数据，并依据冲击地压巷道地质条件及所处的位置条件信息，确定冲击地压巷道评价和支护对象；

b.煤岩冲击倾向性鉴定

通过测定煤岩体的单轴抗压强度、冲击能量指数、弹性能量指数和动态破坏时间，确定煤岩的冲击倾向性；

c.确定评价对象适用的冲击危险性评价指标