[发明专利]围岩稳定性判定、预警和支护方法

说明书

本发明公开了一种围岩稳定性判定、预警和支护方法，打设锚杆的过程包括以下步骤：掘进机开挖巷道并每完成一次开挖进尺后；钻机在顶板上打设第一钻孔，检测装置实时分析钻机在打孔过程中的随钻参数；当检测装置分析随钻参数未达到离层临界值时，按照设定的锚杆支护距开挖面的距离安装锚杆；当检测装置分析随钻参数达到离层临界值时，判定打孔区域所在的顶板为不稳定顶板，在第一钻孔内安装锚杆；不稳定顶板在此后不少于二次的开挖与支护过程中，减少空顶距离，并打设第二钻孔，如发现随钻参数仍超过离层临界值，补打锚索；直至第二钻孔随钻参数持续小于离层临界值时，不打锚索，直至第一钻孔随钻参数持续小于离层临界值时，延长空顶距离。

技术领域

本发明涉及巷道相关技术领域，具体地，涉及一种围岩稳定性判定、预警和支护方法。

背景技术

随着巷道的开挖，巷道围岩会在地应力作用下发生变形、破坏，造成顶板离层。掘进顶板离层是引起煤矿巷道冒顶事故的主要原因。对顶板离层的及时监测并采取措施是保障巷道安全掘进的重要手段，也是煤矿智能化建设的要求。相关技术中，通常利用施工人员的作业经验确定顶板离层的存在及其覆盖区域，由此，存在判定结果准确性低，无法有效地保证围岩的稳定性的问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的实施例提出一种围岩稳定性判定、预警和支护方法，该围岩稳定性判定、预警和支护方法具有判定结果准确性高，能够有效保证围岩的稳定性的优点。

根据本发明实施例的围岩稳定性判定、预警和支护方法，打设锚杆的过程包括以下步骤：掘进机开挖巷道并每完成一次开挖进尺后；钻机在顶板上打设第一钻孔，检测装置实时检测钻机在打孔过程中的随钻参数，并进行智能分析；当检测装置分析随钻参数未达到离层临界值时，按照设定的锚杆支护距开挖面的距离安装锚杆；当检测装置分析随钻参数达到离层临界值时，判定打孔区域所在的顶板为不稳定顶板，发出预警提示，在第一钻孔内安装锚杆；所述不稳定顶板在此后不少于二次的开挖与支护过程中，减少空顶距离，并打设第二钻孔进行测量，如发现随钻参数仍超过离层临界值，补打锚索；直至第二钻孔随钻参数持续小于离层临界值时，不打锚索，直至第一钻孔随钻参数持续小于离层临界值时，延长空顶距离。

根据本发明实施例的围岩稳定性判定、预警和支护方法，打设第一钻孔和第二钻孔时，检测装置通过检测随钻参数，判定顶板的稳定性，即判定顶板是否出现离层和离层程度，由此，将施工人员的主观判定转变为仪器的客观判定，提高了判定结果的准确性。

当第一钻孔和第二钻孔所在区域为不稳定顶板时，立即在第一钻孔内安装锚杆，在第二钻孔内安装锚索。由此，及时地对于围岩进行了补强支护，有效保证了围岩的稳定性，减少了后续作业的风险。

在一些实施例中，后期补打锚索的过程包括以下步骤：钻机在顶板打设第二钻孔；当检测装置分析随钻参数未达到离层临界值时，按照设定的补强锚索支护距开挖面的距离安装锚索；当检测装置分析随钻参数达到离层临界值时，判定顶板为不稳定顶板，发出预警提示，减小补强支护的第二钻孔距开挖面的距离，并在第二钻孔内安装锚索，直至不少于二次的随钻参数持续小于离层临界值时，恢复设定的补强锚索支护距开挖面的距离。

在一些实施例中，所述随钻参数包括钻机推力、推进速度、钻杆扭矩、钻杆转速、钻杆推进距离以及水压、水流量中的至少一者，当钻头经过离层时，钻机推力骤减，钻杆扭矩骤减、钻杆转速骤增到其在空气中的转速、钻杆推进速度骤增，水压骤降、水流量骤增，检测装置据此识别离层。

在一些实施例中，所述检测装置包括用于测量所述随钻参数的传感器组件及数据智能分析系统，传感器组件和数据智能分析系统相连；传感器组件检测打孔时的随钻参数后，并将随钻参数传递至数据智能分析系统；数据智能分析系统分析和计算随钻参数，数据智能分析系统将随钻参数的计算结果与离层临界值比对，由此判定顶板的状态；数据智能分析系统还根据随钻参数的计算结果，确定不稳定顶板的离层位置和离层开度。