[发明专利]一种锚索支护巷道顶板失稳冒落预警方法

说明书

本发明涉及一种锚索支护巷道顶板失稳冒落预警方法。其包括在锚索支护巷道顶板安装锚索测力计，记录数据生成锚索受力变化曲线；根据生成的锚索受力变化曲线，初步判断顶板岩层运动情况；若锚索受力变化曲线呈上升趋势则顶板开始运动，并将顶板运动后得到的锚索受力值与锚索的设计锚固力的50％对比；当得到的锚索受力值大于设计锚固力的50％时，则把此时的锚索受力值作为锚索受力增量比率计算的始点，生成锚索受力增量比率曲线；将锚索受力增量比率与锚索受力增量比率阈值对比，若达到该阈值则进行预警。该方法采用锚索受力值及锚索受力增量比率两个参数判断顶板失稳冒落进行预警，有效解决了煤矿锚索支护巷道顶板无明显下沉而发生失稳冒落前准确预警难题。

技术领域

本发明涉及一种锚索支护巷道顶板失稳冒落预警方法。

背景技术

目前，锚索支护在煤矿巷道中得到广泛应用，其支护效果十分显著。但是，由于煤矿巷道围岩的封闭性，围岩深部破裂发展不易察觉，易发生冒顶等事故，造成人员伤亡。现有的煤矿巷道顶板失稳冒落预警方法主要为离层量和离层速度比率两种，两者均是通过监测顶板离层变化规律进行监测预警，前者更加直接方便而准确性较差，后者通过对顶板离层监测数据进行相关处理从而提高了顶板离层失稳预警的准确性。在此基础上，ZL201310169868.X公开了一种锚杆支护巷道顶板离层失稳预警方法，该方法通过锚杆受力和离层监测相结合的监测手段，首先，基于锚杆受力曲线预测锚杆失效形式从而判断离层形式并确定离层界限值；其次，根据离层量变化曲线对比离层界限值确定离层速度比率计算始点，并生成离层速度比率曲线；最后，参考离层速度比率曲线判断是否达到离层速度比率阀值，并确定预警与否。然而，现场发现，西部弱胶结地层锚杆(索)支护时，巷道围岩顶板无明显下沉而发生沿巷帮突发性、整体性冒顶事故，冒落规模大，传统的离层量和离层速度比率等预警方法效果不佳，而锚索受力变化是该种冒落事故的最明显的信息。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供了一种锚索支护巷道顶板失稳冒落预警方法，该方法主要采用锚索受力值及锚索受力增量比率两个参数判断顶板失稳冒落进行预警，有效解决了煤矿锚索支护巷道顶板无明显下沉而发生失稳冒落前准确预警难题；其采用的技术方案如下：

一种锚索支护巷道顶板失稳冒落预警方法，所述方法包括：a.在锚索支护巷道顶板安装用于监测顶板锚索受力的锚索测力计，记录监测数据，并生成锚索受力变化曲线；

b.根据a步骤生成的锚索受力变化曲线的变化趋势，初步判断顶板岩层运动情况；若锚索受力变化曲线基本保持不变则顶板未发生移动，若锚索受力变化曲线呈上升趋势则顶板开始运动，并将顶板运动后得到的锚索受力值与锚索的设计锚固力的50％进行对比，当锚索受力值小于设计锚固力的50％时，返回继续监测；

c.根据b步骤当得到的锚索受力值大于设计锚固力的50％时，则把此时的锚索受力值作为锚索受力增量比率计算的始点，生成锚索受力增量比率曲线；

d.将锚索受力增量比率与锚索受力增量比率阈值对比，若达到该阈值则进行顶板失稳冒落预警，并根据锚索受力增量比率曲线确定顶板失稳冒落的位置。

在上述技术方案的基础上，所述锚索受力增量比率的计算方法如下：

其中，锚索受力增量速度V_F为某一时刻t锚索受力增量F_t除以监测数据采集时间间隔△t，即

本发明具有如下优点：采用锚索受力值及锚索受力增量比率进行锚索支护巷道顶板失稳冒落预警，弥补了采用离层量和离层速度比率预警的限制，有效解决了煤矿锚索支护巷道顶板无明显离层下沉而发生失稳冒落前准确预警难题；其次，采用锚索受力增量比率阈值进行失稳冒落判别指标，消除了不同监测位置、断层等构造带来的影响，提高了预警的准确性；最后，通过锚索受力监测可有效评价锚索支护质量和工作状态，为有效加强支护措施及支护技术提供依据，从而保证巷道的正常使用。

附图说明