[发明专利]一种确定临近陷落柱破碎巷道支护长度的方法

说明书

本发明公开了一种确定临近陷落柱破碎巷道支护长度的方法。其特征在于：在测定陷落柱周围围岩的岩石力学参数后，根据初始应力、陷落柱半径、平面至柱顶距离，精确的计算出陷落柱周边裂隙带半径，其中陷落柱半径取陷落柱平面长轴距离的一半，从而可以正确估算出临近陷落柱施工巷道的支护长度。其优点在于，第一，此方法相比以往传统工程类比法或经验法，能定量的确定临近陷落柱施工巷道的支护长度；第二，此方法通过确定支护长度直接有效的减少了不必要的经济损失，大幅度提高工作进度，减少支护耗材；第三，此方法增加了临近陷落柱破碎巷道的安全性；第四，此方法能有效减缓巷道提前报废和延长矿井服务年限。

所属技术领域

本发明涉及了一种确定破碎巷道支护长度的方法，尤其涉及一种确定临近陷落柱破碎巷道支护长度的方法，属于采矿工程安全领域。

背景技术

陷落柱是中国华北地区独有的一种地质现象。在陷落柱发育的地区，它一直是影响煤矿生产和建设的主要因素之一，陷落柱对开采的严重影响，主要表现在：破坏了可采煤层，由于陷落区的煤层遭到破坏而失去可采价值，使井田内的储量大大减少。造成缩短矿井服务年限和巷道提前报废的严重后果，并且陷落区导致采掘率大幅度减低，提高了生产成本，同时也增加了巷道的维护费用，最严重的是导水陷落柱的危害巨大。

但是，在煤矿生产中，由于生产及安全的需要，不可避免的会产生临近陷落柱或穿越陷落柱开挖的巷道。对于临近陷落柱开挖巷道，一般采取增加临近开挖段巷道锚杆锚索的数量、长度，增加刚性支护等加固措施。然而支护长度过短，会导致巷道变形超标，支护长度过长，又会产生不必要的经济浪费。因此分析临近陷落柱破碎巷道支护长度显得尤为重要。

所以，有必要研究一种能够分析确定临近陷落柱施工巷道施工段的支护长度的方法技术。要分析这些问题，就必须建立陷落柱形成的力学模型，判定其形成的条件，建立陷落柱导水的力学模型，分析受陷落柱影响区域的大小。本发明以此机理为指导研究确定临近陷落柱施工巷道施工段的支护长度。根据此方法技术可以大幅度提高工作进度，减少耗材和工程成本，增加了临近陷落柱破碎巷道的安全性。

发明内容

本发明的目的是为了研究采矿安全工程领域临近陷落柱破碎巷道，所提供的一种全面确定临近陷落柱破碎巷道施工段的支护长度的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供了一种确定临近陷落柱破碎巷道支护长度的方法，其特征在于：在测定陷落柱周围围岩的岩石力学参数后，根据初始应力、陷落柱半径、平面至柱顶距离，精确的计算出陷落柱周边裂隙带半径，其中陷落柱半径取陷落柱平面长轴距离的一半，从而可以正确估算出临近陷落柱施工巷道需要支护长度。

所述的一种确定临近陷落柱破碎巷道支护长度的方法中，其中陷落柱的形成实际上是一个溶蚀形成溶洞-溶洞顶板塌陷-柱顶产生空洞-柱顶空洞顶板塌陷的过程。

所述的一种确定临近陷落柱破碎巷道支护长度的方法中，其中在溶蚀作用发生形成溶洞后，溶洞顶板将会发生破坏，由于陷落柱平面多为圆形或者椭圆形，所以将溶洞顶板看做一个受到均布荷载的周边固支的薄板。

所述的一种确定临近陷落柱破碎巷道支护长度的方法中，其中为了分析陷落柱周边裂隙带的大小，取柱体中间某一水平截面。

所述的一种确定临近陷落柱破碎巷道支护长度的方法中，其中上述平面上，各方向水平应力相同，可看做受静水压力。

一种确定临近陷落柱破碎巷道支护长度的方法，其优点在于，第一，此方法较为精确的确定了临近陷落柱施工巷道需要支护长度；第二，此方法通过确定支护长度直接有效的减少了不必要的经济损失，大幅度提高工作进度，减少耗材；第三，此方法增加了临近陷落柱破碎巷道的安全性；第四，此方法阻止巷道提前报废和延长矿井服务年限。

附图说明

图1陷落柱形成示意图