[发明专利]一种基于动载的巷道支护方法

说明书

本发明公开了一种基于动载的巷道支护方法，包括：监测矿井矿震事件，获取震源位置、矿震能级及震波数据；根据矿井真实地质条件，构建矿井的三维数值模型；在模型的震源位置处施加震波数据，进行动载模拟计算，以获取在不同矿震能级和距离d下，从巷道围岩推出岩体时，被推出岩体具有的动能E_d；其中，距离d为震源距巷道壁的距离；构建E_d与矿震能级及距离d的函数关系；根据具体矿井不同能级矿震分布，优化巷道支护布局，确定合理支护方案，以提高围岩稳定性。本发明能够精准化增强巷道支护强度，提高巷道围岩稳定性，优化支护布局，适用于矿震、冲击地压频发的矿井巷道支护设计。

技术领域

本发明涉及强矿震、岩爆和冲击地压灾害防治技术领域，特别涉及一种基于动载的巷道支护方法。

背景技术

岩爆和冲击地压作为非煤矿山和煤矿主要的动力灾害，破坏性大，常造成井巷破坏、人员伤亡、设备损坏。随着经济发展矿产资源需求不断增加，开采深度逐年递增。深部工程“三高一扰动”的恶劣地质力学环境使得岩爆和冲击地压灾害形势越发严峻，发生强度和频率都处于增加趋势。同时，由于应力集中，矿震事件频发，给巷道维护提出了更大挑战。对巷道支护的研究已成为矿业界的热点课题。

巷道是矿震、岩爆和冲击地压破坏显现的主要区域，其主要原因是巷道开挖破坏了围岩应力环境且巷道的开挖为矿震、岩爆和冲击地压提供了释放的空间。巷道支护是常见的提高巷道围岩稳定性，降低矿震、岩爆和冲击地压对巷道的破坏程度的方法。然而，随着采深的增加，矿震等事件增多，破裂震源产生的震动波传播到巷道围岩区域常诱发巷道破坏，严重时与周围静态应力叠加诱发冲击地压，岩爆等灾害。现在常用的巷道支护方法主要依据静态应力集中程度在巷道围岩按统一标准布置支护装置，没有考虑动载作用。而随着采深增加动载对诱发巷道破坏的可能性呈上升趋势，可见，有必要提出一种基于动载的巷道支护方法，既可提高巷道稳定性，减弱岩爆等灾害显现强度，又可以根据矿震频繁发生位置和静载应力优化巷道支护布局，对震动波扰动强烈区域加强支护，对危险较低区域可适当降低支护装置数量，降低支护成本。

发明内容

本发明提供了一种基于动载的巷道支护方法，以解决现有巷道支护方法在进行巷道支护设计时没有考虑动载作用，由此造成巷道稳定性不佳的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种基于动载的巷道支护方法，包括：

监测矿井矿震事件，以获取矿震事件的震源位置、矿震能级及震波数据；

根据矿井真实地质条件，构建矿井的三维数值模型；

在所述三维数值模型的震源位置施加震波数据，进行动载模拟计算，以获取在不同矿震能级和距离d下，从矿井待进行巷道支护区域的巷道围岩推出岩体时，被推出岩体具有的动能E_d；其中，距离d为震源距巷道壁的距离；

基于动载模拟结果，构建E_d与矿震能级及距离d的函数关系；

基于E_d与矿震能级及距离d的函数关系，根据待进行巷道支护区域的不同能级矿震分布，对待进行巷道支护区域进行支护布局优化，确定巷道支护方案。

进一步地，所述监测矿井矿震事件，以获取矿震事件的震源位置、矿震能级及震波数据，包括：

在矿井预设区域布置微震监测系统，以对矿井矿震事件进行监测；

根据监测结果，统计预设区域矿震事件的震源位置和矿震能级；

基于震源位置和微震监测系统的传感器位置，根据经验标度定律，推算出微震监测系统监测到的矿震事件震源波形大小；

处理震源矿震事件原始波形，得到P波和S波；