[发明专利]一种窄煤柱巷道围岩的支护方法

说明书

本发明公开了一种窄煤柱巷道围岩的支护方法，具体步骤如下：(1)获取巷道尺寸、巷道破坏深度及巷道压力；(2)确定锚杆锚索支护参数；(3)确定支护方案；(4)设置试验段；(5)巷道顶板离层监测；(6)巷道围岩表面位移监测；(7)锚杆锚索受力监测；(8)分析修正。优点：利用煤帮围岩压力和顶板压力确定锚杆和锚索的锚固力、排距、数量和长度等相关支护参数，分别确定顶板、煤柱和实体煤帮的支护方案，使得锚杆与巷道顶板、煤柱和实体煤帮形成的承载结构在保证巷道稳定的前提下实现均匀受力；设计试验段，并对巷道顶板离层、巷道围岩表面位移、锚杆锚索受力进行监测，根据监测结果分析初步设计的合理性，必要时修正初步设计。

技术领域：

本发明涉及巷道支护技术领域，具体地说涉及一种窄煤柱巷道围岩的支护方法。

背景技术：

沿空掘巷属于一类比较特殊的回采巷道。由于上区段工作面回采，采空区上覆岩层垮落，基本顶初次来压形成“O-X”破断，基本顶周期破断后的岩块沿工作面走向形成砌体梁结构，在工作面端头破断成弧形三角块结构，此为沿空掘巷上覆岩层大结构，沿空掘巷在其下方。相对于沿空掘巷上覆岩体的大结构而言，这个由巷道周围锚杆组合支护与围岩形成的统一承载结构，包括巷道顶板煤岩体、底板、实体煤帮和煤柱帮锚固结构组成的复合结构，称为沿空掘巷围岩小结构；基于此，建立沿空掘巷上覆岩层结构模型，如图1所示，可将沿空掘巷上覆岩体的垮落运动分为两组：其一是随煤层的采出而不规则、或者规则垮落的直接顶岩层；其二是基本顶岩层及其上部载荷岩层垮落后能形成平衡结构的岩层。相应地，上覆岩体垮落稳定后，沿空掘巷位于关键块B的下方，岩体A为本区段工作面上方的基本顶岩层，块B为上区段工作面采空侧的弧三角板，块C为上区段工作面采场中的断裂块；由此可见，块B对于沿空掘巷上覆岩体大结构的稳定是很重要的。

支护围岩小结构是一个复合结构，由于各部分岩体受上工作面侧向支承压力和本工作面采动影响时，巷道所处的应力环境呈现明显的非均衡性，各部分变形破坏的程度不同，沿空掘巷围岩小结构的变形与破坏也呈现非均匀的特点，可归纳为如下几种型式：1、煤柱诱导型破坏；2、顶板诱导型破坏；3、实体煤帮诱导型破坏；4、底板诱导型破坏。如何有针对性的设计小结构围岩支护方案，是本领域有待攻克的难题。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种安全性高的窄煤柱巷道围岩的支护方法。

本发明由如下技术方案实施：一种窄煤柱巷道围岩的支护方法，采用动态信息设计方法，具体步骤如下：

(1)获取巷道尺寸、巷道破坏深度及巷道压力

巷道尺寸包括巷道宽度2a，巷道高度h；巷道破坏深度包括煤帮破坏深度C和顶板岩层破坏深度b；巷道压力包括煤帮围岩压力Q和顶板压力Q_H；

(2)确定锚杆锚索支护参数

根据步骤(1)中得到的巷道尺寸、巷道破坏深度及巷道压力参数，计算得出锚杆锚索支护参数；

(3)确定支护方案

考虑到窄煤柱沿空巷道围岩塑性破坏的发育扩展基本上沿着煤柱帮-巷道顶板-实体煤帮-巷道底板进行，结合步骤(2)获得的锚杆锚索参数，确定支护方案；

(4)设置试验段

选取长度为100m左右的巷道，实施步骤(3)确定的顶板支护方案、实体煤帮支护方案和煤柱帮支护方案，作为试验段；

(5)巷道顶板离层监测

在步骤(4)试验段，从起始位置开始，间隔30m设置1个离层监测断面，在每个监测断面的中部安装离层指示仪，离层指示仪的深基点固定器深入到稳定岩层300mm以上，离层指示仪的浅基点固定在锚杆端部位置，通过离层指示仪定期获取顶板离层位移量；

(6)巷道围岩表面位移监测