技术摘要：
本发明提供了一种基于双被筒保护理论的冲击地压危险巷道支护方法，涉及冲击地压防治和巷道支护技术领域。该方法包括：巷道掘进至冲击地压危险区域时，根据开采条件和地质条件确定卸压方式和卸压参数，滞后掘进迎头或超前掘进巷道施工立体化卸压，形成卸压吸能被筒；根 全部
背景技术：
冲击矿压是煤矿深部开采面临的典型动力灾害,表现为聚集在煤岩体中的弹性能 突然、猛烈释放，动力将煤岩抛向巷道或采场，造成煤岩体强烈震动和破坏、设备损坏和人 员伤亡。现场实践也表明，冲击矿压造成的破坏和人员伤亡主要集中在巷道内。 巷道进行支护是为了缓和及减少围岩的移动，使巷道断面不致过度缩小，同时防 止已散离和破坏的围岩冒落。加强支护、提高支护强度，可以大幅度减少巷道冲击载荷作用 下围岩加速度和位移幅值；支护系统中加入阻尼构件有利于快速平息围岩震动，增强支护 抗冲击载荷能力，提高巷道围岩稳定性。 现有的巷道支护方法难以通过一次强支护来保证巷道围岩的整体性，尤其是在应 力集中区域掘巷，巷道处于冲击地压危险区域。为了改善巷道的支护结构及支护效果，需要 对现有的支护方法做进一步的改进。
技术实现要素：
为通过一次支护设计实现对冲击能量的吸收，提高巷道围岩的冲击地压危险预防 能力，本发明提供了一种基于双被筒保护理论的冲击地压危险巷道支护方法，具体技术方 案如下： 一种基于双被筒保护理论的冲击地压危险巷道支护方法，步骤包括： 步骤A.巷道掘进至冲击地压危险区域时，根据开采条件和地质条件确定卸压方式 和卸压参数； 步骤B.滞后掘进迎头或超前掘进巷道施工立体化卸压，形成卸压吸能被筒； 步骤C.根据煤层厚度、顶板厚度和巷道断面尺寸确定锚杆类型、锚杆间排距、锚索 类型和锚索间排距，并计算支护安全系数； 步骤D.施工锚网、锚杆、锚索强化巷道的一次支护的整体性，形成支护被筒。 优选的是，冲击地压危险区域是利用综合指数法或可能性指数法，并根据煤层冲 击倾向性、开采深度、顶底板岩性、构造应力和煤柱进行划分确定。 优选的是，卸压方式包括钻孔卸压、水力切割卸压、爆破卸压和煤层注水，卸压参 数包括卸压孔的孔径、孔深和间距。 还优选的是，立体化卸压包括对巷道顶板、底板和两帮的卸压，卸压吸能被筒的直 径为：2×(钻孔深度 巷宽或巷高)。 进一步优选的是，锚杆类型、锚杆间排距、锚索类型和锚索间排距确定时的计算 为： 计算确定塑性区半径： 4 CN 111608707 A 说 明 书 2/6 页 其中，RS为巷道塑性区半径；R0为巷道外接圆半径；γ为上覆岩层平均容重；H为巷 道埋深，C为围岩粘结力，φ为围岩内摩擦角，K的取值为3； 计算极限平衡区所需的支护力： 顶部岩石载荷厚度hd＝Rs-h/2，最小支护力为P顶＝Σγihi； 其中h为巷道高度，hd为顶部岩石载荷厚度，γi为岩层容重，hi为岩层厚度； 计算锚索提供的支护力： 其中，Ps为锚索提供的支护力，qs为锚索破断力，B为巷道宽度，D为锚索排距，n为每 排锚索数量； 计算锚杆提供的支护力： Pm＝η·q 2m/Dm 其中，Pm为锚杆提供的支护力，qm为锚杆锚固力，Dm为锚杆间排距，η为锚杆支护系 数计算支护安全系数：KS＝(Ps Pm)/P顶。 还进一步优选的是，支护安全系数KS需要大于1.5。 还进一步优选的是，冲击地压危险区域使用全长锚固锚杆，当煤层为中厚煤层时 采用锚网索梁、大直径托盘、高强度钢带和钢筋网的复合支护方式。 还进一步优选的是，巷道掘进断面形状为圆形、矩形或半圆拱形。 本发明的有益效果包括： (1)通过形成双被筒，对巷道形成保护，结合一次支护设计和卸压措施保证巷道对 冲击能量的吸收能力；施工立体化卸压完成了卸压保护范围内能量的释放和转移，提高了 双被筒巷道应对冲击地压危险的能力。 (2)该方法中支护被筒通过提高锚网、锚杆、锚索的匹配性，形成筒状支护结构，在 巷道受在应对冲击危险时整体受力并让压收缩，保证巷道的完整性；卸压吸能被筒通过立 体化卸压提前释放围岩应力，减小巷道变形破坏，提高巷道的抗冲击能力。 另外基于双被筒保护理论的冲击地压危险巷道支护方法，还具有形成圆形结构均 匀让压，有效降低巷道围岩应力集中程度等优点。 附图说明 图1是双被筒保护的圆形巷道支护结构示意图； 图2是图1的巷道截面示意图； 图3是双被筒保护的矩形巷道支护结构示意图； 图4是图3的巷道截面示意图； 图5是双被筒保护的半圆拱形巷道支护结构示意图； 图6是图5的巷道截面示意图； 图中：1-卸压吸能被筒，2-支护被筒，3-卸压孔，4-锚杆，5-锚索。 5 CN 111608707 A 说 明 书 3/6 页
本发明提供了一种基于双被筒保护理论的冲击地压危险巷道支护方法，涉及冲击地压防治和巷道支护技术领域。该方法包括：巷道掘进至冲击地压危险区域时，根据开采条件和地质条件确定卸压方式和卸压参数，滞后掘进迎头或超前掘进巷道施工立体化卸压，形成卸压吸能被筒；根 全部
背景技术：
冲击矿压是煤矿深部开采面临的典型动力灾害,表现为聚集在煤岩体中的弹性能 突然、猛烈释放，动力将煤岩抛向巷道或采场，造成煤岩体强烈震动和破坏、设备损坏和人 员伤亡。现场实践也表明，冲击矿压造成的破坏和人员伤亡主要集中在巷道内。 巷道进行支护是为了缓和及减少围岩的移动，使巷道断面不致过度缩小，同时防 止已散离和破坏的围岩冒落。加强支护、提高支护强度，可以大幅度减少巷道冲击载荷作用 下围岩加速度和位移幅值；支护系统中加入阻尼构件有利于快速平息围岩震动，增强支护 抗冲击载荷能力，提高巷道围岩稳定性。 现有的巷道支护方法难以通过一次强支护来保证巷道围岩的整体性，尤其是在应 力集中区域掘巷，巷道处于冲击地压危险区域。为了改善巷道的支护结构及支护效果，需要 对现有的支护方法做进一步的改进。
技术实现要素：
为通过一次支护设计实现对冲击能量的吸收，提高巷道围岩的冲击地压危险预防 能力，本发明提供了一种基于双被筒保护理论的冲击地压危险巷道支护方法，具体技术方 案如下： 一种基于双被筒保护理论的冲击地压危险巷道支护方法，步骤包括： 步骤A.巷道掘进至冲击地压危险区域时，根据开采条件和地质条件确定卸压方式 和卸压参数； 步骤B.滞后掘进迎头或超前掘进巷道施工立体化卸压，形成卸压吸能被筒； 步骤C.根据煤层厚度、顶板厚度和巷道断面尺寸确定锚杆类型、锚杆间排距、锚索 类型和锚索间排距，并计算支护安全系数； 步骤D.施工锚网、锚杆、锚索强化巷道的一次支护的整体性，形成支护被筒。 优选的是，冲击地压危险区域是利用综合指数法或可能性指数法，并根据煤层冲 击倾向性、开采深度、顶底板岩性、构造应力和煤柱进行划分确定。 优选的是，卸压方式包括钻孔卸压、水力切割卸压、爆破卸压和煤层注水，卸压参 数包括卸压孔的孔径、孔深和间距。 还优选的是，立体化卸压包括对巷道顶板、底板和两帮的卸压，卸压吸能被筒的直 径为：2×(钻孔深度 巷宽或巷高)。 进一步优选的是，锚杆类型、锚杆间排距、锚索类型和锚索间排距确定时的计算 为： 计算确定塑性区半径： 4 CN 111608707 A 说 明 书 2/6 页 其中，RS为巷道塑性区半径；R0为巷道外接圆半径；γ为上覆岩层平均容重；H为巷 道埋深，C为围岩粘结力，φ为围岩内摩擦角，K的取值为3； 计算极限平衡区所需的支护力： 顶部岩石载荷厚度hd＝Rs-h/2，最小支护力为P顶＝Σγihi； 其中h为巷道高度，hd为顶部岩石载荷厚度，γi为岩层容重，hi为岩层厚度； 计算锚索提供的支护力： 其中，Ps为锚索提供的支护力，qs为锚索破断力，B为巷道宽度，D为锚索排距，n为每 排锚索数量； 计算锚杆提供的支护力： Pm＝η·q 2m/Dm 其中，Pm为锚杆提供的支护力，qm为锚杆锚固力，Dm为锚杆间排距，η为锚杆支护系 数计算支护安全系数：KS＝(Ps Pm)/P顶。 还进一步优选的是，支护安全系数KS需要大于1.5。 还进一步优选的是，冲击地压危险区域使用全长锚固锚杆，当煤层为中厚煤层时 采用锚网索梁、大直径托盘、高强度钢带和钢筋网的复合支护方式。 还进一步优选的是，巷道掘进断面形状为圆形、矩形或半圆拱形。 本发明的有益效果包括： (1)通过形成双被筒，对巷道形成保护，结合一次支护设计和卸压措施保证巷道对 冲击能量的吸收能力；施工立体化卸压完成了卸压保护范围内能量的释放和转移，提高了 双被筒巷道应对冲击地压危险的能力。 (2)该方法中支护被筒通过提高锚网、锚杆、锚索的匹配性，形成筒状支护结构，在 巷道受在应对冲击危险时整体受力并让压收缩，保证巷道的完整性；卸压吸能被筒通过立 体化卸压提前释放围岩应力，减小巷道变形破坏，提高巷道的抗冲击能力。 另外基于双被筒保护理论的冲击地压危险巷道支护方法，还具有形成圆形结构均 匀让压，有效降低巷道围岩应力集中程度等优点。 附图说明 图1是双被筒保护的圆形巷道支护结构示意图； 图2是图1的巷道截面示意图； 图3是双被筒保护的矩形巷道支护结构示意图； 图4是图3的巷道截面示意图； 图5是双被筒保护的半圆拱形巷道支护结构示意图； 图6是图5的巷道截面示意图； 图中：1-卸压吸能被筒，2-支护被筒，3-卸压孔，4-锚杆，5-锚索。 5 CN 111608707 A 说 明 书 3/6 页
