申请/专利权人：西安科技大学

申请日：2021-10-09

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN113738422B

主分类号：E21D20/02

分类号：E21D20/02;E21D11/18;E21D11/15

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2021.12.21#实质审查的生效;2021.12.03#公开

摘要：本发明公开了一种软岩巷道底鼓量控制方法，其包括巷道底角注浆锚索加固，巷道底板间隔设置反拱梁，反拱梁之间的巷道底板上设置金属网；所述巷道底角注浆锚索加固包括：底角锚索钻孔施工，锚索安装及封孔施工，检查封孔质量，注浆设备安装、注浆；所述巷道底板间隔设置反拱梁包括：反拱梁基础开挖，模板安装，绑扎钢筋，混凝土浇筑。本发明还公开了一种软岩巷道底鼓量控制方法的确定方法及软岩巷道底鼓量计算公式的获取方法。本发明底板支护工艺简单，降低了底鼓治理的成本，实用性强，推广应用价值高。本发明的计算过程简单，在已知巷道底板水平移进量的前提下便可计算出底鼓量。

主权项：1.一种软岩巷道底鼓量的确定方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤501、构建力学模型，推导出底板最大底鼓量计算公式，确定底鼓量与底板的水平位移之间的关系；步骤502、通过相似材料模拟实验模拟实际开挖，对模型施加不同载荷，根据相似模型的底板破坏规律，寻找出造成底鼓的主要因素，推断实际底板在开挖后所产生的变形破坏情况；步骤503、相似模拟实验分析确定控制方案，巷道开挖后，软岩巷道底板两底角受支承压力及开采扰动的影响而首先发生剪切破坏，即失去了垂直向上的承载能力，随着垂直应力及水平应力的增加，软岩巷道直接底板向临空面鼓起，形成底鼓现象，采用底角注浆锚索+钢筋混凝土反拱梁+金属网联合支护方案来提高两底角岩石的强度，通过提高底板对于两帮的支撑能力来减小两帮对底板的水平挤压，进而减小底鼓量；所述构建力学模型是根据压杆理论来建立软岩巷道底板结构力学模型，所述力学模型是将层状巷道底板看作长度为L、高度为H、宽度为H的两端铰支的压杆，所述压杆为材料均匀的理想压杆，所述压杆的轴线是直线且轴心受压；所述底板最大底鼓量计算公式为：所述软岩巷道底鼓量计算公式的获取方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤601、根据压杆理论来建立软岩巷道底板结构力学模型，所述力学模型是将层状巷道底板看作长度为L、高度为H、宽度为H的两端铰支的压杆，所述压杆为材料均匀的理想压杆，所述压杆的轴线是直线且轴心受压；步骤602、将力学模型的边界条件带入压杆挠曲线微分方程中得到挠曲线方程；步骤603、根据力学模型中的能量关系及几何关系，分别得到水平载荷F与压杆中点挠度δ的关系及压杆水平位移Δ与压杆中点挠度δ的关系，即得到方程式1，所述方程式1为：方程式1中，Δ为杆件水平位移，δ为杆件中点的挠度，L为杆件的长度，w为压杆挠度，x为压杆任意一点的横坐标；步骤604、根据方程式1可计算出底板最大底鼓量计算公式2，所述公式2为：公式2中，δ为杆件中点的挠度，Δ为杆件水平位移，L为杆件的长度；所述步骤602中压杆挠曲线微分方程为公式3，所述公式3为：公式3中，w为压杆挠度，x为压杆任意一点的横坐标，其中，k为常系数，Fcr为压杆失稳的临界压力，EI为压杆的抗弯刚度；所述挠度的一般解为公式4，所述公式4为：wx＝c1sinkx+c2coskx，公式4中，w为压杆挠度，x为压杆任意一点的横坐标，k为常系数，c1、c2为积分常数；所述力学模型的边界条件为当x＝0时，挠度w＝0；当x＝L-Δ,挠度w＝0；将该边界条件带入公式4可以得到挠曲线方程式5，所述方程式5为：方程式5中，w为压杆挠度，δ为杆件中点的挠度，Δ为杆件水平位移，L为杆件的长度，x为压杆任意一点的横坐标。

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百度查询： 西安科技大学 软岩巷道底鼓量计算、控制及控制方法的确定方法

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