[发明专利]深部巷道吸能支护设计方法及系统

权利要求书

1.深部巷道吸能支护设计方法，其特征在于，包括：

建立围岩能量计算模型，计算得到依据巷道覆岩破断时的最大能量释放量、设计巷道与依据巷道的能量差异系数；基于围岩能量计算模型，结合微震监测数据，确定工作面开采时依据巷道处最大的矿震能级；根据矿震能级与覆岩破断释放的总能量比值，得到依据巷道覆岩破断时的最大能量释放量；根据设计巷道与依据巷道顶板能量平均密度的比值，得到设计巷道与依据巷道的能量差异系数；

根据依据巷道的最大能量释放量和能量差异系数，计算设计巷道覆岩破断时的最大能量释放量；设计巷道覆岩破断时的最大能量释放量为能量差异系数与依据巷道覆岩破断时的最大能量释放量的乘积；

获取吸能支护件的吸能性能参数，根据设计巷道的最大能量释放量和吸能支护件的吸能性能参数得到吸能支护基础参数；

对吸能支护基础参数进行支护强度与经济性验算，确定最优吸能支护基础参数，最终形成巷道支护方案。

2.根据权利要求1所述的深部巷道吸能支护设计方法，其特征在于，设计巷道覆岩破断时的最大能量释放量不大于吸能支护件最大能量吸收量与依据巷道覆岩破断时沿巷道走向的破断长度及安全系数的乘积。

3.根据权利要求2所述的深部巷道吸能支护设计方法，其特征在于，所述吸能支护件采用吸能锚杆或锚索、吸能柔性网和吸能支顶柱；

吸能支护件最大能量吸收量为每米长度巷道所需吸能锚杆或锚索数量与每根吸能锚杆或锚索最大能量吸收量的乘积、每米长度巷道所需吸能柔性网面积与单位面积吸能柔性网最大能量吸收量的乘积和每米长度巷道所需吸能支顶柱数量与每根吸能支顶柱最大能量吸收量的乘积之和。

4.根据权利要求3所述的深部巷道吸能支护设计方法，其特征在于，每根吸能锚杆或锚索的最大能量吸收量为吸能锚杆或锚索的吸能性能参数，单位面积吸能柔性网最大能量吸收量为吸能柔性网的吸能性能参数，每根吸能支顶柱的最大能量吸收量为吸能支顶柱的吸能性能参数。

5.根据权利要求1所述的深部巷道吸能支护设计方法，其特征在于，满足支护强度要求且每米长度巷道所需要总支护经济性最优的吸能支护基础参数为最优吸能支护基础参数。

6.根据权利要求1或5所述的深部巷道吸能支护设计方法，其特征在于，根据最优吸能支护基础参数进行不同吸能支护件的间排距参数方案设计，并开展数值对比试验，确定吸能支护件施打位置。

7.深部巷道吸能支护设计系统，其特征在于，包括：

围岩能量计算模型建立模块，用于建立围岩能量数值计算模型，计算得到依据巷道覆岩破断时的最大能量释放量、设计巷道与依据巷道的能量差异系数；基于围岩能量计算模型，结合微震监测数据，确定工作面开采时依据巷道处最大的矿震能级；根据矿震能级与覆岩破断释放的总能量比值，得到依据巷道覆岩破断时的最大能量释放量；根据设计巷道与依据巷道顶板能量平均密度的比值，得到设计巷道与依据巷道的能量差异系数；

设计巷道最大能量释放量获取模块，用于根据依据巷道的最大能量释放量和能量差异系数，计算设计巷道覆岩破断时的最大能量释放量；设计巷道覆岩破断时的最大能量释放量为能量差异系数与依据巷道覆岩破断时的最大能量释放量的乘积；

吸能支护基础参数确定模块，用于获取吸能支护件的吸能性能参数，根据设计巷道的最大能量释放量和吸能支护件的吸能性能参数得到吸能支护基础参数；

巷道支护方案形成模块，用于对吸能支护基础参数进行支护强度与经济性验算，确定最优吸能支护基础参数，最终形成巷道支护方案。