[发明专利]一种对巷道顶板进行支护的支护方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤炭开采技术领域，尤其涉及一种对巷道顶板进行支护的支护方法。

背景技术

安全、有效、快速的巷道支护技术是保证煤矿安全、高效生产的必要条件。为缓解矿井采掘接续困难问题，许多矿井积极采用了锚杆、锚索支护技术，并取得了良好效果。截止至2005年，国有重点煤矿的煤巷锚杆支护率达到60％，有些矿区甚至超过了90％。锚杆、锚索支护与传统支护相比，显著改善了巷道支护效果，降低了巷道支护成本，减轻了工人劳动强度。更重要的是锚杆、锚索支护大大简化了采煤工作面端头支护和超前支护工艺，为采煤工作面安全、快速推进创造了良好条件。

目前，矿井巷道顶板监测主要采取设置顶板离层仪观测顶板离层量，对顶板离层的情况进行观测，对巷道顶板管理起到了一定的指导作用。但是，顶板离层仪观测法只能根据顶板离层量对巷道状况进行判断，而对锚索支护状况不得而知，无法得知锚索目前的受力状态和破坏程度，不利于从整体上了解巷道顶板的安全状态。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种能够全面了解巷道顶板的安全状态的支护方法。

本发明技术方案提供一种对巷道顶板进行支护的支护方法，包括如下步骤：

S001：确定每种直径的锚索的初始长度L和每种直径的所述锚索的破断力k，并确定每种直径的锚索的延伸率y与锚索的受力x之间的关系；

其中，y＝ax³-bx²+cx-d，式中a、b、c、d为常数；

S002：向巷道顶板内打入预设直径的锚索；

S003：在所述巷道顶板上安装有用于监测所述巷道顶板中的顶板离层的下沉量的离层观测仪，所述离层观测仪与外部的监控计算装置通信连接；

S004：通过所述离层观测仪监测所述顶板离层的当前下沉量h，此时，所述锚索的延伸量为h，所述锚索的延伸率y＝h/L；

通过步骤S001中的公式计算出所述锚索的当前受力X₀；

S005：将所述锚索的当前受力X₀与所述锚索的破断力k进行比较：

如X₀≥k，则判断为需要对所述巷道顶板进行补强支护；

如X₀＜k，则判断为所述巷道顶板目前为安全状态。

进一步地，在所述步骤S005中，将所述锚索的当前受力X₀和所述锚索的破断力k与小于k的常数e之间的差值进行比较：

如X₀≥k-e，则判断为需要对所述巷道顶板进行补强支护；

如X₀＜k-e，则判断为所述巷道顶板目前为安全状态。

进一步地，当需要对巷道顶板进行补强支护时，向所述巷道顶板内打入直径大于预设直径的锚索。

进一步地，在向所述巷道顶板内打入直径大于预设直径的锚索时，使直径大于预设直径的所述锚索之间的间排距小于预设直径的所述锚索之间的间排距。

进一步地，在确定每种直径的锚索的延伸率y与锚索的受力x之间的关系时，通过如下方式确定：

选取预设长度的每种直径的锚索；

通过拉力检测装置对每种直径的所述锚索进行拉伸；

记录每个阶段的拉力及每种直径的所述锚索的延伸量；

计算出每个阶段中每种直径的所述锚索的延伸率；

制作体现锚索的延伸率与拉力之间关系的延伸率拉力关系图；

得出每种直径的所述锚索的延伸率与拉力之间的关系。

进一步地，在所述锚索的直径为17.8mm时，所述锚索的延伸率y与锚索的受力x之间的关系如下：

y＝0.6617x³-3.98x²+6.8767x-4.06；

在所述锚索的直径为21.6mm时，所述锚索的延伸率y与锚索的受力x之间的关系如下：

y＝0.5433x³-3.36x²+6.8767x-4.06。

进一步地，预设所述巷道顶板中的所述顶板离层的警戒下沉量为h₀；

将所述顶板离层的当前下沉量h与警戒下沉量h₀进行比较：

当h≥h₀时，则判断为需要对所述巷道顶板进行补强支护；

当h＜h₀时，则判断为所述巷道顶板目前为安全状态。