在进行冲击地压巷道“卸压-支护-防护”参数设计时,可采用动态信息设计法、工程类比法、数值模拟法等多种设计方法,具体设计流程如下:
(1)现场调查与巷道围岩地质力学评估
通过调研试验巷道地质条件和生产条件,对围岩进行地质力学测试,评估试验巷道冲击危险性和冲击能量震级。
(2)区域压裂设计
根据试验区域坚硬岩层赋存特征、冲击地压类型及压裂裂纹扩展情况,初步确定区域水力压裂方案。通过对试验区域进行微震监测,评估区域压裂后试验巷道冲击能量大小和位置,以确定区域压裂是否充分。
(3)巷道支护设计
根据巷道断面、围岩地质力学测试结果及冲击危险性等综合因素选择合适的支护方式、支护材料和参数,既要有效控制巷道静载下的变形,又能控制巷道的冲击载荷。采用锚杆支护设计时可选用动态信息设计法、工程类比法、及能量校核法等。
(4)钢棚、防护支架等设计
钢棚与防护支架主要是控制巷道空间内的冲击动能,为实现其与锚杆支护的协同控制作用,钢棚、防护支架与围岩间要充填缓冲垫层,避免防护装备与锚杆支护的动态工作阻力的不协调。根据冲击能量计算方法可获得巷道表面围岩单位面积的冲击动能,通过核减锚杆支护结构吸收的能量,最终计算钢棚与防护支架需吸收的能量大小,然后确定钢棚与防护支架的型号和布置参数。
由于卸压、支护及防护三种手段相辅相成、相互影响。设计时,不但要考虑到冲击地压巷道防控的安全性,还要根据试验巷道地质条件和生产条件,综合考虑三种手段的经济性、便捷性及可行性,选择合适的手段,使三种手段优势互补,充分发挥三者的协同防控作用。
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