基于能量计算的冲击地压巷道三级吸能支护参数确定

作     者：王爱文 范德威 潘一山 代连朋 肖永惠 徐连满 陈建强 WANG Aiwen;FAN Dewei;PAN Yishan;DAI Lianpeng;XIAO Yonghui;XU Lianman;CHEN Jianqiang

作者机构：辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学冲击地压研究院辽宁阜新123000 辽宁大学物理学院辽宁沈阳110036 东北大学深部金属矿山安全开采教育部重点实验室辽宁沈阳110819 神华新疆能源有限责任公司新疆乌鲁木齐830027 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2017YFC0804205) 国家自然科学基金面上资助项目(51974150) 新疆维吾尔自治区高层次人才引进工程(柔性人才)支撑资助项目(新人社函39号) 

出 版 物：《煤炭科学技术》 (Coal Science and Technology)

年 卷 期：2021年第49卷第6期

页      码：72-81页

摘      要：煤矿冲击地压的工程治理主要集中体现在冲击地压启动前的"防"与冲击启动后的"止",而如何依据冲击类型及能量特征设计吸能支护参数,有效地"止冲"对削弱冲击破坏程度具有重要意义。为实现冲击地压巷道吸能支护参数的量化设计,通过分析不同类型冲击地压释放的能量主体与破坏特征,指出了冲击危险巷道三级吸能支护方式的选择原则;基于能量守恒原理,考虑冲击释放能级、围岩破坏特征以及支护装备力学特性,给出了三级吸能支护参数的确定方法。研究结果表明:煤体压缩型冲击地压释能主体为煤体,释放能量一般不大于10~6J;顶板断裂型冲击地压释能主体为顶底板围岩,坚硬顶板断裂时释放能量不低于10~6J;断层错动型冲击地压释能主体为断层,释放能量在10~7J以上。不同类型冲击地压发生后,巷道围岩表现出不同程度的震动破坏,吸能支护设计应遵循原则:冲击能量分级设防、锚杆锚索主动支护优先、全断面主-被动联合支护、巷道支护结构整体稳定性与经济性。进行防冲支护参数设计时应采用逐次递进法设计吸能锚索、吸能U/O型棚、吸能液压支架的支护参数,当吸能锚索支护间距小于0.8 m时,升级为二级吸能计算,当吸能U/O型棚的排距小于0.6 m时,升级为三级吸能计算。现场实践表明:基于能量法的巷道支护参数可靠,防冲效果显著。

主 题 词：冲击地压 冲击类型 释能主体 三级吸能支护 能量计算 

学科分类：081901[081901] 0819[工学-海洋工程类] 08[工学] 0818[工学-交通运输类] 0837[0837] 

核心收录：

D　O　I：10.13199/j.cnki.cst.2021.06.008

馆 藏 号：203103847...