[发明专利]一种软弱底板条件下保证采场支护系统承载安全的方法

摘要

本发明公开了一种软弱底板条件下保证采场支护系统承载安全的方法，包括如下步骤：(A)依据底板单轴抗压强度确定底板类型；(B)采用现场实测整条巷道不同地点底板比压的方法进行现场实测；(C)耦合底板比压值P_钻(x)与底煤厚度值之间的关系曲线；(D)确定临界状态下底板最大比压强度；(E)工作面超前支架正常压力计算；(F)根据测量和计算，得出整条巷道在任意位置，即任意底煤厚度时的底板比压值，在超前支架推进到这个地方时，能够提前做好相关准备。本发明还公开了用于本发明现场实测的一种循环注液全自动比压测量车。本发明所述方法得到的结果可以为生产工作面服务，同时提高底煤回收率。

主权项

1.一种软弱底板条件下保证采场支护系统承载安全的方法，其特征在于：包括如下步骤：(A)依据底板单轴抗压强度确定底板类型；(B)采用循环注液全自动比压测量车进行现场实测，包括布置多个测量点和测量每个测量点的实际测量比压值；(C)耦合底板比压值P钻(x)与底煤厚度值之间的关系曲线；考虑到底板表面受到潮湿或者构造应力影响，其真实底板比压值应该大于测试值，所以超前支架实际发生钻底的底座底板比压值P钻统计学公式为：P钻＝a·P测a为修正系数，取1.05‑1.15，测试底板干燥，取1.05，有积水取1.15，其他状态取中间值，P测为步骤(B)中测量点的实际测量比压值；根据巷道掘进时各个地点记录的底煤厚度资料，结合整条巷道底板比压测试数据，可以用MATLAB耦合出底板任意底煤厚度时底板比压值的关系曲线；P钻(x)＝k1·h底n+k2·h底n‑1+k3·h底n‑2+k4·h底n‑3+…+kn·h底+kn+1式中：h底为底煤厚度，m；P钻(x)为底煤厚度为某值时底板比压值，MPa；k1到kn均为软件自动拟合的系数，kn+1为软件自动拟合的常数项；(D)确定临界状态下底板比压强度值；(E)工作面超前支架正常压力计算；支架支护强度的最大值Pmax计算方式为：Pmax＝b·c·d(γ顶h顶+γ直h直+k·γ老h老)式中：γ顶为顶煤容重，kN/m3；h顶为顶煤厚度，m；γ直为直接顶容重，kN/m3；h直为直接顶厚度，m；γ老为老顶容重，kN/m3；h老为老顶厚度，m；k为偏重系数，取0.75，b为动载荷修正系数，取1.25；c为冲击来压动载系数，取1.55；d为地质条件复杂系数，取1.35；根据顶底板压力一致，可知：Pmax·S顶＝P钻max·S底S顶为超前支架顶板接触面积；S底为超前支架底板接触面积；求出顶底板面积比，即S顶与S底的比值，同时支架支护强度的最大值Pmax大于底板钻底比压值P钻max即可；(F)根据测量和计算，得出整条巷道在任意位置，即任意底煤厚度时的底板比压值，在超前支架推进到这个地方时，能够提前做好相关准备，如通过查阅已有的地质资料，底煤厚度低于2.31m时，提前铺设木枕，保证超前支架平稳度过，过断层时，需要对断层面注浆加固，同时根据测量数据，能够确定支架选型，对类似条件下的开采工艺和巷道布置具有参考价值。