[发明专利]一种掘进巷道空顶区优化支护方法

权利要求书

1.一种掘进巷道空顶区优化支护方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1：获取所掘巷道的几何参数以及煤岩体力学实验参数；

S2：选定五组不同的空顶区长度L₁、L₂、L₃、L₄、L₅；

S3：采用FLAC3D模拟软件，依据巷道几何参数以及煤岩体力学参数，等比例构建数值计算模型，模拟巷道掘进50m后支护并开挖空顶区长度时顶板的变形量，得出在不同空顶区长度条件下，巷道未进行支护时的顶板最大下沉值S₁、S₂、S₃、S₄、S₅；

S4：在一般的巷道支护过程中，当锚固区内顶板间的空隙超过 50 mm 时便被视为离层，不符合支护要求，为了更好地保障巷道的施工安全，因此选择S₁、S₂、S₃、S₄、S₅中S≤50mm的s最大值对应的空顶区长度为研究对象，设计空顶区顶板初始支护方案；

S5：对巷道顶板施加初始支护方案，模拟分析巷道开掘下一个空顶区长度后，模拟计算上一个空顶区顶板支护后变形值d；

S6：空顶区顶板支护后进一步变形值d≤10mm时，说明顶板基本稳定，因此若空顶区顶板支护后进一步变形值d≤10mm且S≤50mm，则该支护方案合理；若空顶区顶板支护后进一步变形值d＞10mm，则不合理，改进初始支护方案，模拟进一步变形值d，直到进一步变形值d≤10mm且S≤50mm，确定支护方案。

2.根据权利要求1所述的掘进巷道空顶区优化支护方法，其特征在于：所述步骤S2中，；结合现场地质条件，根据类似地质条件下的合理空顶区长度作为中间数L₃，选定五组不同的空顶区长度L₁、L₂、L₃、L₄、L₅按公差=2m的等差函数依次确定。

3.根据权利要求1所述的掘进巷道空顶区优化支护方法，其特征在于：所述步骤S3中，模拟巷道掘进50m后支护并开挖空顶区长度时顶板的变形量。

4.根据权利要求1所述的掘进巷道空顶区优化支护方法，其特征在于：所述步骤S5中，初始支护方案运用直接工程类比法，根据类似条件的已有经验，进行支护类型和支护参数的初始支护方案设计。

5.根据权利要求1所述的掘进巷道空顶区优化支护方法，其特征在于：所述步骤S6中，初始支护方案不合理时，加大锚杆支护密度对初始支护方案进行改进，在其余布置参数不改变的情况下，适当增加每排锚杆的根数，单排锚杆锚固数量在初始支护方案基础上增加1～2根；减小锚杆排距，在初始支护方案排距基础上降低10%～20%。