CN116611154A - 深井多维降能减震和多级吸能抗震方法 - Google Patents
深井多维降能减震和多级吸能抗震方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116611154A CN116611154A CN202310854023.8A CN202310854023A CN116611154A CN 116611154 A CN116611154 A CN 116611154A CN 202310854023 A CN202310854023 A CN 202310854023A CN 116611154 A CN116611154 A CN 116611154A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- energy
- roadway
- absorbing
- surrounding rock
- design
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 title claims abstract description 96
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 73
- 230000035939 shock Effects 0.000 title claims description 57
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 122
- 238000013461 design Methods 0.000 claims abstract description 88
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000005422 blasting Methods 0.000 claims description 23
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 11
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 8
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 8
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 8
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000012669 compression test Methods 0.000 claims description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 4
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 9
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 6
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 4
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 4
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/10—Geometric CAD
- G06F30/13—Architectural design, e.g. computer-aided architectural design [CAAD] related to design of buildings, bridges, landscapes, production plants or roads
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
- G06F2119/02—Reliability analysis or reliability optimisation; Failure analysis, e.g. worst case scenario performance, failure mode and effects analysis [FMEA]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Architecture (AREA)
- Algebra (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Devices Affording Protection Of Roads Or Walls For Sound Insulation (AREA)
Abstract
本发明公开了深井多维降能减震和多级吸能抗震方法，属于煤炭开采安全控制技术领域，包括建立围岩能量计算模型，计算设计巷道围岩破断时的最大能量释放量；获取卸压方法卸压参数，得出多维降能减震基础参数；确定多维降能减震设计方案，得出巷道剩余聚集能量；建立多级吸能抗震设计能量计算模型，计算设计巷道吸能支护设计最小总吸收能量；获取吸能支护构件性能参数，得出多级吸能抗震基础参数；确定最优吸能支护基础参数和巷道多维降能减震设计基础参数，形成巷道深井多维降能减震设计方案和多级吸能抗震设计方案。本发明相较于基于围岩和支护构件强度的设计方法，更能反应深井巷道防冲的本质和核心，对于维护巷道稳定更有保障。
Description
技术领域
本发明属于煤炭开采安全控制技术领域，具体涉及深井多维降能减震和多级吸能抗震方法。
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
随着经济的飞速发展，浅部煤炭资源逐渐枯竭，煤炭资源开采深度不断增加，在高应力条件下深井巷道围岩能量积聚更加显著，同时在外部震源动压扰动情况下，当围岩积聚总能量超过围岩破坏需要的最小能量后，巷道围岩积聚的剩余弹性能会突然释放，由此引发冲击地压、矿震等动力灾害，严重威胁煤矿安全高效开采。
目前普遍采取卸压防冲措施和巷道吸能支护来降低和控制冲击地压、矿震发生的风险。在卸压防冲措施方面，主要通过钻孔爆破、切顶卸压、大直径钻孔等手段改变围岩结构，降低外部能量对巷道的扰动，上述方法虽然可以一定程度上降低巷道压力，但是在深井巷道中能量集中较大，单一的某种措施无法有效实现巷道全空间卸压解危，需要一种从巷道低位、中位到高位的多维降能减震方法。在巷道吸能支护方面，传统支护主要基于材料吸能特性和围岩强度进行设计，需要进一步考虑围岩内部积聚能量、外界动压扰动传递能量和围岩破坏最小能量之间的关系，从能量控制的角度降低冲击地压、矿震发生的风险。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种深井多维降能减震和多级吸能抗震方法，该方法以巷道覆岩受外部扰动时的最大能量积聚量为基础依据，基于深井巷道聚集的能量开展了以切顶卸压为核心的采场全空间多维降能减震设计和以恒阻大变形锚杆（索）为核心的巷道围岩多级吸能抗震设计，得到的施工方法和支护参数更贴近于实际工程现场，可有效防治矿震、冲击地压等动力灾害。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
本发明提供了一种深井多维降能减震和多级吸能抗震方法，包括以下步骤：
建立围岩能量计算模型，计算设计巷道围岩破断时的最大能量释放量E M；
获取卸压方法卸压参数，得出多维降能减震基础参数；
对多维降能减震基础参数进行验算，确定多维降能减震设计方案，得出巷道剩余积聚能量E G2；
建立多级吸能抗震设计能量计算模型，根据巷道剩余积聚能量E G2、围岩自身能量转化计算公式和支护设计能量准则计算设计巷道吸能支护设计最小总吸收能量E a；
获取吸能支护构件性能参数，得出多级吸能抗震基础参数；
根据巷道围岩能量设计判别准则对多维降能减震和多级吸能抗震基础参数进行验算，确定最优吸能支护基础参数和巷道多维降能减震设计基础参数，形成巷道深井多维降能减震和多级吸能抗震设计方案。
作为进一步的技术方案，巷道围岩破断时的最大能量释放量E M的得出过程为：
确定深井矿震对采场岩层和巷道围岩影响范围，建立围岩能量计算模型，测量得到设计巷道围岩聚集能量E 0和外部扰动能量Es，计算设计巷道围岩破断时的最大能量释放量E M；巷道围岩破断时的最大能量释放量的计算公式为：
；
式中，为计算巷道围岩破断时的最大能量释放量；/>为外部扰动能量；/>为巷道围岩聚集能量。
作为进一步的技术方案，计算公式为：
；
式中，为计算巷道围岩最大主应力；/>为计算巷道围岩中间主应力；/>为计算巷道围岩最小主应力；/>为计算巷道围岩弹性模量；/>为计算巷道围岩泊松比。
作为进一步的技术方案，多维降能减震设计方案包括底板区域采用断底爆破、煤层区域采用大直径卸压孔、中低位关键层采用定向切顶爆破、高位关键层通过布置高位巷，采用定向切顶爆破，同时为了降低采空区顶板悬顶，使采空区顶板充分破断，可补充采用加强爆破技术。
作为进一步的技术方案，根据设计巷道围岩破断时的最大能量释放量E M，进行以切顶卸压为核心的采场全空间多维降能减震设计，通过数值模拟可得到各卸压方法多维降能减震设计能量降低量E G1；进一步可计算出巷道剩余积聚能量E G2，E G2 =E S-E G1。
作为进一步的技术方案，多级吸能抗震设计方案包括一级支护为恒阻吸能支护、二级支护为让压缓冲支护和三级支护为高强抗震支护；开展吸能支护构件基础吸能测试，得出恒阻吸能支护、让压缓冲支护、高强抗震支护的吸能性能参数和耦合系数。
作为进一步的技术方案，获取吸能支护构件性能参数，根据设计巷道剩余积聚能量E G2和支护构件性能参数得到多级吸能抗震基础参数。
作为进一步的技术方案，根据设计巷道剩余积聚能量E G2巷道围岩自身能量转化关系开展多级吸能抗震初步设计，具体公式为：
E G2=E fmin+E d+E k
式中，为围岩发生破坏的最小能量；/>为围岩体耗散能量，/>为围岩体发生动力破坏时的弹射动能。
作为进一步的技术方案，巷道围岩发生破坏的最小能量计算公式为：
；
式中，为围岩发生破坏的最小能量；/>为围岩单轴抗压强度，由室内单轴压缩试验获得；/>为围岩弹性模量，由室内单轴压缩试验获得。
作为进一步的技术方案，所述的一级支护、二级支护、三级支护的总吸收能量Ea大于等于围岩体耗散能与弹性动能之和，围岩能量设计判别准则：；即满足Ea + E fmin≥E G2
支护材料吸收能量计算公式为：
Ea=AL(n
1
E
1
+n
2
E
2
+n
3
E
3
)
式中，、/>、/>分别为单位长度巷道设计的一级支护、二级支护、三级支护构件使用量，/>为一级支护能量吸收量，/>为二级支护能量吸收量，/>为三级支护能量吸收量，L为巷道支护设计长度，A为耦合系数，0<A<1。
本发明的有益效果如下：
本发明的深井多维降能减震和多级吸能抗震方法，为深井防冲提供了解危思路，从工作面巷道单一、局部解危方法扩展到由低位到高位的采场全空间多维降能减震，从基于围岩和支护构件强度的巷道支护思路变为基于巷道积聚能量的巷道多级吸能抗震支护设计，从根本上能更加可靠、有效地防治深井巷道冲击事故。
本发明的深井多维降能减震和多级吸能抗震方法，为深井防冲提供了设计方法，该设计方法从巷道围岩积聚的能量出发，从能量角度来进行支护设计，更加科学和量化，相较于基于围岩和支护构件强度的设计方法，更能反应深井巷道防冲的本质和核心，对于维护巷道稳定更有保障。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明深井多维降能减震和多级吸能抗震方法的技术路线图；
图2是本发明矿震条件下采场全空间围岩变形破坏图；
图3是本发明深井多维降能减震和多级吸能抗震方法的设计示意图；
图4是本发明深井多级吸能抗震支护示意图；
图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；
其中，1.恒阻吸能支护，2.让压缓冲支护，3.高强抗震支护，4.底板爆破，5.大直径钻孔，6.中低位关键层切顶卸压，7.高位关键层掘巷切顶卸压，8.加强爆破，9.恒阻吸能锚杆，10.恒阻吸能锚索，11.高强液压支架，12.让压缓冲垫层。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，提出一种深井多维降能减震和多级吸能抗震方法，其包括以下步骤：
步骤一：确定深井矿震对采场岩层和巷道围岩影响范围，建立围岩能量计算模型，测量得到设计巷道围岩聚集能量和外部扰动能量；
根据设计巷道围岩聚集能量和外部扰动能量，计算设计巷道围岩破断时的最大能量释放量；
获取各类卸压方法卸压参数，根据设计巷道围岩破断时的最大能量释放量和各类卸压方法卸压参数得到多维降能减震基础参数；
对多维降能减震基础参数进行吸能效果验算，确定吸能支护基础参数，最终形成巷道多维降能减震设计方案，并得到巷道剩余积聚能量；
步骤二：根据设计巷道剩余积聚能量和能量支护准则，计算设计巷道吸能支护设计最小能量吸收量；
获取各类吸能支护构件性能参数，根据设计巷道围岩能量剩余量和支护构件性能参数得到多级吸能抗震基础参数；
对多级吸能抗震基础参数进行吸能效果、支护强度与工程施工成本验算，确定吸能支护基础参数，最终形成巷道多级吸能抗震设计方案。
本实施例中，以设计巷道能量聚集量为基础依据，对设计巷道进行能量支护设计，设计时充分考虑到了围岩自承能力，相较于利用理论计算得出的巷道围岩最大能量聚集量更加贴近实际工程现场，以此设计出的支护参数更有利于巷道的支护控制。
步骤一中，按照设计巷道与依据巷道的真实工况条件建立巷道顶板围岩能量计算模型，根据外部能量扰动关系和设计巷道围岩能量聚集量，计算得到设计巷道围岩破断时最大能量释放量，其具体过程为：
基于围岩能量计算模型，结合微震监测数据，进行设计巷道围岩能量聚集量测量，获取巷道围岩初始能量和外部扰动能量，计算设计巷道围岩破断时的最大能量释放量，其公式为：
（1）；
式（1）中，为计算巷道围岩破断时的最大能量释放量；/>为外部扰动能量；/>为巷道围岩聚集能量。
进一步的，与围岩强度有关，其计算公式为：
（2）；
式（2）中，为计算巷道围岩最大主应力；/>为计算巷道围岩中间主应力；/>为计算巷道围岩最小主应力；/>为计算巷道围岩弹性模量；/>为计算巷道围岩泊松比。
本实施例中，多维降能减震方法是指底板区域采用断底爆破（对应附图3中的底板爆破4）、煤层区域采用大直径卸压孔（对应附图3中的大直径钻孔5）、中低位关键层采用定向切顶爆破（对应附图3中的中低位关键层切顶卸压6），高位关键层通过布置高位巷，采用定向切顶爆破（对应附图3中的高位关键层掘巷切顶卸压7），同时为了降低采空区顶板悬顶，使采空区顶板充分破断，可补充采用加强爆破技术（对应附图3中的加强爆破8）。
降能减震方法最大能量降低量为断底爆破能量释放量、大直径卸压孔能量释放量、定向切顶爆破能量释放量、加强爆破能量释放量的耦合值。
本实施例设立了设计巷道围岩破断时的最大能量释放量，该系数是根据现场实际工程测得的巷道围岩初始能量和外部扰动能量求和得到，通过该参数可明确设计巷道围岩控制难度，进而为后续支护设计提供基础参数设计巷道剩余积聚能量E G2。
进一步的，基于设计巷道能量聚集量开展以切顶卸压为核心的采场全空间多维降能减震设计。切顶卸压设计高度要超过低位厚硬岩层，切顶角度在0-50°；切底卸压设计位置在巷道底角，施打角度为20-60°，施打深度超过直接底厚度，在巷道帮部施打大直径卸压孔，钻孔直径在150mm左右，深度10-20m，位于巷道帮步中间位置，同时在帮部还可进行钻孔爆破，沿着高位关键层底板掘进高位巷并开展高位爆破设计，高位爆破切顶角度与顶板切顶卸压角度一致，且二者切缝线可连成一条直线。
上述设计可实现从巷道底板—帮部—顶板—高位厚硬岩层多维降能减震；通过多维降能减震方案设计后，巷道外部扰动能量由E S降低为E S ’；巷道围岩聚集能量由E 0降低为E 0 ’，如图2和图3所示。
根据现场基本地质参数进行不同降能减震方案设计，并开展数值对比试验，确定能量释放效果和施工实施方案。
步骤一中，获取计算巷道围岩最大主应力、中间主应力/>、最小主应力/>；弹性模量/>；泊松比/>；并计算降能减震后的巷道围岩发生破坏的最小能量，
步骤二中，基于巷道剩余积聚能量和巷道围岩发生破坏的最小能量开展多级吸能抗震设计。
本实施例中，多级吸能抗震方法一级支护为恒阻吸能支护1，二级支护为让压缓冲支护2，三级支护为高强抗震支护3。具体采用恒阻吸能锚杆9、恒阻吸能锚索10、让压缓冲垫层12、高强液压支架11等支护方式实现。
开展吸能支护构件基础吸能测试，得出一级恒阻吸能支护1、二级让压缓冲支护2、三级高强抗震支护3的吸能性能参数和耦合系数。
各级吸能支护参数由室内试验测得。
根据设计巷道剩余积聚能量E G2巷道围岩自身能量转化关系开展多级吸能抗震初步设计，围岩自身能量转化计算公式为：
E G2=E fmin+E d+E k（4）；
式（4）中，为围岩发生破坏的最小能量；/>为围岩体耗散能量，/>为围岩体发生动力破坏时的弹射动能。
进一步的，巷道围岩发生破坏的最小能量计算公式为：
（5）；
式（5）中，为围岩发生破坏的最小能量；/>为围岩单轴抗压强度，由室内单轴压缩试验获得；/>为围岩弹性模量，由室内单轴压缩试验获得。
为确保巷道的安全使用，支护材料吸收能量不应低于围岩体耗散能与弹性动能之和，支护设计能量准则为：
（6）；
多级吸能抗震设计能量吸收量为各级支护构件能量吸收量的耦合值。多级吸能抗震设计能量吸收量不低于设计巷道围岩最大聚集能量与多维降能减震设计能量减少量的差值。
支护材料吸收能量计算公式为：
Ea=AL(n 1 E 1 +n 2 E 2 +n 3 E 3 )（7）；
式（7）中，、/>、/>分别为单位长度巷道设计的一级支护、二级支护、三级支护构件使用量，/>为一级支护能量吸收量，/>为二级支护能量吸收量，/>为三级支护能量吸收量，L为巷道支护设计长度。A为耦合系数，0<A<1，由室内试验和理论分析获得。
据前文设计内容，可得到多种施工组织方式，基于不同的施工方式，开展深井多维降能减震和多级吸能抗震经济性验算，在满足深井巷道使用需求的情况下耗费工程成本最少的方案为最佳设计方案。
其中，满足吸能抗震要求且每米长度巷道所需要施工成本最少的方案为最优降能减震基础参数。
根据现场基本地质参数进行不同吸能抗震方案设计，并开展数值对比试验，确定能量吸收效果和施工实施方案。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.深井多维降能减震和多级吸能抗震方法，其特征是，包括以下步骤：
建立围岩能量计算模型，计算设计巷道围岩破断时的最大能量释放量E M；
获取卸压方法卸压参数，得出多维降能减震基础参数；
对多维降能减震基础参数进行验算，确定多维降能减震设计方案，得出巷道剩余聚集能量E G2；
建立多级吸能抗震设计能量计算模型，根据巷道剩余积聚能量E G2、围岩自身能量转化计算公式和支护设计能量准则计算设计巷道吸能支护设计最小总吸收能量E a；
获取吸能支护构件性能参数，得出多级吸能抗震基础参数；
根据巷道围岩能量设计判别准则对多维降能减震和多级吸能抗震基础参数进行验算，确定最优吸能支护基础参数和巷道多维降能减震设计基础参数，形成巷道深井多维降能减震设计方案和多级吸能抗震设计方案。
2.如权利要求1所述的深井多维降能减震和多级吸能抗震方法，其特征是，巷道围岩破断时的最大能量释放量E M的得出过程为：
确定深井矿震对采场岩层和巷道围岩影响范围，建立围岩能量计算模型，测量得到设计巷道围岩聚集能量E 0和外部扰动能量Es，计算设计巷道围岩破断时的最大能量释放量E M；巷道围岩破断时的最大能量释放量的计算公式为：
；
式中，为计算巷道围岩破断时的最大能量释放量；/>为外部扰动能量；/>为巷道围岩聚集能量。
3.如权利要求2所述的深井多维降能减震和多级吸能抗震方法，其特征是，计算公式为：
；
式中，为计算巷道围岩最大主应力；/>为计算巷道围岩中间主应力；/>为计算巷道围岩最小主应力；/>为计算巷道围岩弹性模量；/>为计算巷道围岩泊松比。
4.如权利要求1所述的深井多维降能减震和多级吸能抗震方法，其特征是，多维降能减震设计方案包括底板区域采用断底爆破、煤层区域采用大直径卸压孔、中低位关键层采用定向切顶爆破、高位关键层通过布置高位巷，采用定向切顶爆破，同时为了降低采空区顶板悬顶，使采空区顶板充分破断，补充采用加强爆破技术。
5.如权利要求1所述的深井多维降能减震和多级吸能抗震方法，其特征是，根据设计巷道围岩破断时的最大能量释放量E M，进行以切顶卸压为核心的采场全空间多维降能减震设计，通过数值模拟可得到各卸压方法多维降能减震设计能量降低量E G1；计算巷道剩余积聚能量E G2，E G2 =E S- E G1。
6.如权利要求1所述的深井多维降能减震和多级吸能抗震方法，其特征是，多级吸能抗震设计方案包括一级支护为恒阻吸能支护、二级支护为让压缓冲支护和三级支护为高强抗震支护；开展吸能支护构件基础吸能测试，得出恒阻吸能支护、让压缓冲支护、高强抗震支护的吸能性能参数和耦合系数。
7.如权利要求6所述的深井多维降能减震和多级吸能抗震方法，其特征是，获取恒阻吸能支护构件性能参数，根据设计巷道剩余积聚能量E G2和恒阻吸能支护构件性能参数得到多级吸能抗震基础参数。
8.如权利要求7所述的深井多维降能减震和多级吸能抗震方法，其特征是，根据巷道剩余积聚能量E G2和巷道围岩自身能量转化关系；开展多级吸能抗震初步设计，具体关系如下；
E G2 = E fmin + E d + E k
式中，为围岩发生破坏的最小能量；/>为围岩体耗散能量，/>为围岩体发生动力破坏时的弹射动能。
9.如权利要求8所述的深井多维降能减震和多级吸能抗震方法，其特征是，巷道围岩发生破坏的最小能量计算公式为：
；
式中，为围岩发生破坏的最小能量；/>为围岩单轴抗压强度，由室内单轴压缩试验获得；/>为围岩弹性模量，由室内单轴压缩试验获得。
10.如权利要求9所述的深井多维降能减震和多级吸能抗震方法，其特征是，一级支护、二级支护、三级支护的总吸收能量Ea大于等于围岩体耗散能与弹性动能之和，围岩能量设计判别准则：；即满足Ea + E fmin≥ E G2
其中Ea的计算公式为：
Ea=AL(n
1
E
1
+n
2
E
2
+n
3
E
3
)
式中，、/>、/>分别为单位长度巷道设计的一级支护、二级支护、三级支护构件使用量，/>为一级支护能量吸收量，/>为二级支护能量吸收量，/>为三级支护能量吸收量，L为巷道支护设计长度，A为耦合系数，0<A<1。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310854023.8A CN116611154B (zh) | 2023-07-13 | 2023-07-13 | 深井多维降能减震和多级吸能抗震方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310854023.8A CN116611154B (zh) | 2023-07-13 | 2023-07-13 | 深井多维降能减震和多级吸能抗震方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116611154A true CN116611154A (zh) | 2023-08-18 |
| CN116611154B CN116611154B (zh) | 2023-09-12 |
Family
ID=87680307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310854023.8A Active CN116611154B (zh) | 2023-07-13 | 2023-07-13 | 深井多维降能减震和多级吸能抗震方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116611154B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111140202A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-05-12 | 中国石油天然气股份有限公司 | 深井超深井一体化投产完井管柱及其操作方法 |
| CN113704861A (zh) * | 2021-10-22 | 2021-11-26 | 中国矿业大学(北京) | 深部巷道吸能支护设计方法及系统 |
| CN114527508A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-05-24 | 中国矿业大学 | 一种巷道抗震安全系数计算方法及安全预测方法 |
| CN115788573A (zh) * | 2022-12-07 | 2023-03-14 | 华北科技学院 | 一种评估巷道顶板支护系统抗震动能力的方法 |
| US20230168406A1 (en) * | 2021-11-26 | 2023-06-01 | China University Of Mining And Technology | Rock burst hazard prediction method based on seismic wave energy attenuation characteristics of mine earthquake cluster |
-
2023
- 2023-07-13 CN CN202310854023.8A patent/CN116611154B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111140202A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-05-12 | 中国石油天然气股份有限公司 | 深井超深井一体化投产完井管柱及其操作方法 |
| CN113704861A (zh) * | 2021-10-22 | 2021-11-26 | 中国矿业大学(北京) | 深部巷道吸能支护设计方法及系统 |
| US20230168406A1 (en) * | 2021-11-26 | 2023-06-01 | China University Of Mining And Technology | Rock burst hazard prediction method based on seismic wave energy attenuation characteristics of mine earthquake cluster |
| CN114527508A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-05-24 | 中国矿业大学 | 一种巷道抗震安全系数计算方法及安全预测方法 |
| CN115788573A (zh) * | 2022-12-07 | 2023-03-14 | 华北科技学院 | 一种评估巷道顶板支护系统抗震动能力的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116611154B (zh) | 2023-09-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dou et al. | Prevention and forecasting of rock burst hazards in coal mines | |
| CN104763432B (zh) | 一种高应力巷道围岩卸压控制大变形的方法 | |
| CN109798106B (zh) | 一种冲击地压危险性的预测方法及防治措施 | |
| Yu et al. | Stability of close chambers surrounding rock in deep and comprehensive control technology | |
| CN113704861B (zh) | 深部巷道吸能支护设计方法及系统 | |
| CN113803083A (zh) | 地下工程围岩强度-能量支护设计方法 | |
| CN104005765A (zh) | 一种坚硬顶板型冲击地压的立体式防治方法 | |
| WO2023201906A1 (zh) | 一种基于煤体卸压和顶板预裂的卸-裂-支协同防冲方法 | |
| CN111608707A (zh) | 一种基于双被筒保护理论的冲击地压危险巷道支护方法 | |
| CN112253187B (zh) | 基于粘土基浆液超前注浆改性底板硬岩抑制采动破坏深度的方法 | |
| Gu et al. | Occurrence mechanism of roof-fall accidents in large-section coal seam roadways and related support design for bayangaole coal mine, China | |
| CN112464340A (zh) | 一种基于冲击危险综合指数评定的冲击地压巷道支护设计方法 | |
| CN114165283A (zh) | 冲击地压巷道支护系统安全系数确定方法 | |
| CN114320318B (zh) | 一种煤矿巷道围岩原位改性防冲方法 | |
| CN110454164B (zh) | 冲击矿压巷道缓冲吸能带水力预置方法 | |
| CN116611154B (zh) | 深井多维降能减震和多级吸能抗震方法 | |
| Tan et al. | Stability analysis and determination of large-section multi-chamber group in deep coal mine | |
| CN112052574A (zh) | 一种无煤柱切顶留巷预裂爆破中炸药量的计算方法 | |
| Li et al. | Bearing capacity behaviour of prestressed anchor cable under slope blasting excavation | |
| CN109611130B (zh) | 一种注浆锚杆与吸能材料耦合防治冲击地压的支护方法 | |
| Liu et al. | Numerical study on the impact instability characteristics induced by mine earthquake and the support scheme of roadway | |
| CN114297824A (zh) | 一种深部高应力硬岩板裂化岩爆释能支护体系设计方法 | |
| Niu et al. | Stress distribution and gas concentration evolution during protective coal seam mining | |
| CN114519230B (zh) | 深井巷道切顶卸压-支护吸能控制方法 | |
| CN112253163A (zh) | 一种保护矿井巷道的系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |