[发明专利]一种确定临近陷落柱破碎巷道支护长度的方法

摘要

本发明公开了一种确定临近陷落柱破碎巷道支护长度的方法。其特征在于：在测定陷落柱周围围岩的岩石力学参数后，根据初始应力、陷落柱半径、平面至柱顶距离，精确的计算出陷落柱周边裂隙带半径，其中陷落柱半径取陷落柱平面长轴距离的一半，从而可以正确估算出临近陷落柱施工巷道的支护长度。其优点在于，第一，此方法相比以往传统工程类比法或经验法，能定量的确定临近陷落柱施工巷道的支护长度；第二，此方法通过确定支护长度直接有效的减少了不必要的经济损失，大幅度提高工作进度，减少支护耗材；第三，此方法增加了临近陷落柱破碎巷道的安全性；第四，此方法能有效减缓巷道提前报废和延长矿井服务年限。

主权项

1.一种确定临近陷落柱破碎巷道支护长度的方法，其特征在于：在测定陷落柱周围围岩的岩石力学参数后，根据初始应力、陷落柱半径、平面至柱顶距离，精确的计算出陷落柱周边裂隙带半径，其中陷落柱半径取陷落柱平面长轴距离的一半，为了计算陷落柱周边裂隙带半径，取柱体中间某一水平截面，在这个平面上，假设各水平方向上应力相等，那么这个平面上，各方向水平应力相同，可看做受静水压力，采用Hoek‑Brown准则分析，则在塑性区(1)内，径向应力和切向应力σr、σθ要满足破坏准则和平衡方程：解得：塑性区(1)内边界上r＝r0,σr＝λρgΔh将边界条件：r＝r0,σr＝λρgΔh代入式(1)，(3)，得径向、切向应力的表达式(4)和(5)：其中在塑性区(1)边界上，弹性区(2)受到天然水平应力σ0，则有σr+σθ＝2σ0，可以求得塑性区(1)半径R；式中：g＝‑a³+4ab‑8c，f＝b²‑3ac+12d，l＝2b²‑9abc+27c²‑72bd，从而根据可以正确估算出临近陷落柱施工巷道支护长度，式中，D‑陷落柱距巷道距离；r₀‑陷落柱半径，Δh‑距离陷落柱顶的距离，r‑分析点至圆心的距离，λ‑侧压力系数，ρ‑柱体岩石的密度。