[发明专利]确定巷道支护区域和支护方式的方法及系统

说明书

本发明公开了一种确定巷道支护区域和支护方式的方法及系统，所述方法包括以下步骤：步骤1、确定巷道掘进工作面中各个波速异常区域；步骤2、采集各波速异常区域的各项指标参数；步骤3、根据步骤2采集的指标参数，计算各波速异常区域的质量评分值G；步骤4、根据质量评分值G确定支护区域和支护方式，即确定哪些波速异常区域需要进行支护并确定相应的支护方式。本发明提供的技术方案既能保证巷道支护的安全性，又能减少巷道支护成本。

技术领域

本发明涉及矿山地下安全领域，具体涉及一种确定巷道支护区域和支护方式的方法及系统。

背景技术

随着矿山向深部延伸以及矿山近些年的超常规发展，巷道掘进中施工质量问题突出，施工成本居高不下，突出表现为掘进和回采时循环进尺低、工效低、超欠挖严重、支护工程量大、施工安全隐患多、巷道维护成本高。

矿山工程的巷道支护，是减少井巷工程破坏，防止发生片帮冒顶事故的关键施工工艺，巷道支护分为临时支护和永久支护。现有的巷道支护方法中采用的是传统的、浅部的、基于RQD(岩石质量指标)的全域支护，即对整个巷道掘进工作面所有地区都要支护，这样的支护方法成本很高，既没有考虑支护工程的时效性，即没有区分临时支护和永久支护，也没有考虑深部的动态性，如断层滑移、放炮、岩爆等，造成支护后垮掉、又支护又垮掉的现象，使得巷道的支护及维护成本居高不下。

因此，有必要提供一种既能保证巷道支护的安全性，又能减少巷道支护成本的确定巷道支护区域和支护方式的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，为了克服上述中存在的问题，提供了一种确定巷道支护区域和支护方式的方法及系统，既能保证巷道支护的安全性，又能减少巷道支护成本。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一方面，提供一种确定巷道支护区域和支护方式的方法，包括以下步骤：

步骤1、通过井下安装的微震监测系统确定巷道掘进工作面中各个波速异常区域，如低速区与高速区；

步骤2、对各波速异常区域进行勘探、物探和试验采集各项指标参数；

步骤3、根据步骤2采集的指标参数，计算各波速异常区域的质量评分值G；

步骤4、根据质量评分值G确定支护区域和支护方式，即确定哪些波速异常区域需要进行支护并确定相应的支护方式。

进一步地，所述步骤2中，指标参数包括RQD、岩体波速V_波、地震峰值速度PGV、地震峰值加速度PGA、地下水条件W、节理频度J_w和岩石强度Q；其中地震峰值速度PGV包括x,y,z三个方向的地震峰值速度PGV_x、PGV_y和PGV_z；地震峰值加速度PGA包括x,y,z三个方向的地震峰值加速度PGA_x、PGA_y和PGA_z；由此一共包括11个指标参数。

进一步地，所述指标参数包括所述地震峰值速度PGV及地震峰值加速度PGA求解过程如下：

首先，采用全波形反演方法反演开采环境中的地震矩张量M(M_xx，M_yy，M_zz，M_xy，M_xz，M_yz)；

然后，使用格林函数对地震波在震源和传感器位置之间的传播进行建模，计算位移响应：

u_n(s,t)＝M_pq*G_np,q(s,t；ε,t⁰)n,p,q＝x,y,z