煤矿巷道围岩“三区三结构”组合加固体防冲击地压

中 图 分 类 号 ：ＴＤ３５３，ＴＤ３２４
文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：２０９６－４３９０（２０１８）１８—０１８９—０２
目前 ，对煤 层巷 道 的支护形式 及参 数 的选择 必 须考 虑煤 层 在 顶板 上方 ２ｍ、底板 下方 ２ ｍ及 左帮 左边 ２ ｍ处 分别 设 置监
２０１８．１８科 学技 术创新 一１８９一
煤矿巷道围岩“三区三结构’’组合加固体防冲击地压
’
李忠 举
（龙煤 七 台河矿 业有 限责任 公 司安全 监察 部 ，黑龙 江 七 台河 １５４６００）
摘 要 ：根据 煤层巷 道 受动力扰 动 时巷 道 围岩响 应特征 ，提 出了巷 道 的“三 区三结构 ”（破碎 区 、应 力升 高 区、原始 应 力 区、支护
人数投 送 到 ７段 ＬＥＤ显 示 。为 了增加 ＣＰＵ口线 （ＧＰＩＯ：通 用输 出一种简单且廉价地实现类似 门卫技术 的门闸计数装 置 ，安
入输 出 ），每段 ＬＥ维护 都极 为 方便 。可适 用 于 智能 家 居 的 门禁 系 统 ，对
围岩稳定 性 的影响 规律 ，从而 为巷道 围岩 控制 提供借 鉴经 验 ，本 力波动幅值最大 ，随后受往复的振荡作用 。无论硬煤还是软煤
次 通 过数 值 模拟 手 段 对 动力 扰 动 下煤 层 巷 道 围 岩力 学 响 应 进 巷 道 ，帮部 垂直 应力 比顶 、底 板水 平 应力 波动 幅值 明显 。不 同硬
力 。
进 出人员 实行 计 数 ，也 可适 用 于 交 通 工具 门 闸 的人 员 进 出计
本 系统实 现方 案的 软件流程 ，如 图 ４所示 。初 始化 后 ，判 断 数 ，起 到 电子 门卫 的作用 。
是否有人经过 当有人通过时 ，判 断运 动方 向 ，并且计 算出人
参 考文 献
数 ，随后 刷新显示 和通 讯 ，持续 这个过 程 。
程度 大于底板 。另外 ，巷道 围岩 变形受 动力扰 动显 著 的时 间较 底板视为可传递震动渡和整体较稳 固的外强结构 ，巷道煤帮由
短，显著时间段小于 ０．４ｓ。另外 ，不 同硬度煤体受顶板动力扰动 里 向外依次划分为三个 区和三个结构 ，如图 １所示。由于破碎区
时 ，巷道 围岩变形 表现 出不 同的动态 响应 规律 。
ｆｌ 能 ｛聚 ｌｘｌ。址 发 ｑ 冲 。 地 时 的 动 力 动 核 部 分 ，原 始 成锚 ：脱落 、脱 盘 、煤 体 片 等观 象 ；路 线 ２， 动 渡 ｌｈ顶板 “接
ｆ ，Ｊ Ｉｌ × Ｊ 稳定的 外强结 构
’
到 达 巷道 冲 。旨动 力核 部分 ．ｆ Ｊｌ起 的心 力增 ｔｉ． 引 、 力叠 加 ｆ
的赋存 条件 和应 力条 件 ，其 中 ，煤 层 硬度 、完整 程度 及 所 受到 的 测 点 ，监测 顶 、底板 水平 应 力动 态响应 规律 及 帮部垂 直应 力 动态
应 力扰 动情况 等对 支护 的影响非 常大 。为研 究动力 扰 动对巷 道 响 应规 律 。顶 、底 板及 帮 部首 次接 收应 力渡 时影 响最 为剧 烈 ，应
内强 结构 、弱结 构 、外强结 构 ）组合加 固体 防冲 支护技 术措 施 ，通 过锚 索将 “三区 ”和 “三结 构”串联 形 成组 合加 固体 ，提 高 支护体 内
结构 的强度 ，增 大冲 击动 力核 部 分的 围压 和 冲击破 坏的 强度极 限 。
关键 词 ：巷道 围岩 ；组合 加 固体 ；防冲 击地压
采 用锚 杆进行 了部分 支护 ，故 锚杆 串联 部分 视为 支护 内强 结 构 ，
１．２巷 道 围岩应力 场特征
往外一部分的破碎区称为弱结构 ，应力升高区是大 （转下页 ）
Ｇｔ３．７段 各 位 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ段 ，这 ７段 三 位 复 用 ，利 用 视 觉 ３ 结 论
暂 留的特性分 时导 通百位 、十位 、个 位 。ＣＰＵ从 传感 器计 数到 的 针对 现 有 门 闸计 数 装置 算法 复 杂 、成 本 昂贵 的 问题 ，本 文 提
［３】郭尚佳，唐艳芳，李钟慎．一种 高精度超声波测距 系统的设计［Ｊ】．
华侨 大学 学报（自然版），２０１ ３，３４（５）：４８９－－４９３．
作 者 简 介 ：宋 思 齐（１９９６一），女 ，硕 士 生；主要 研 究方 向 ：测 试 计
量技 术及仪 器 。
图 ４ 实现计数 的软 件流 程
一 Ｉ９０一 科 学技 术创 新 ２ｏｉ８．１
能 瞬 间 巡过 冲 ｝ 动 极
，ｎ 满 址 能 条 ｆ ｔ：卜，ＩＪｆ造
酸 砰 戍 开 高 蔽抬应 力
【１］易金桥，黄勇，廖红华等．热释电红外传感器及其在人员计数 系
统 中的应 用【Ｊ１．红 外与 激光 工程，２０１５，４４（４）：ｌ １８６—１ １９２．
【２】曾谢 华 ，杨 普 国，马 志诚 等．基 于红 外热 释 电传 感 器的计 数 装 置
的设计［Ｊ］．昆明冶金 高等专科学校 学报，２００８，２４（５）：４８—５２．
１．１巷 道围 岩位移场 特征
对 于受 到高 应 力及 扰动 影 响 的巷道 ，除 了对 巷道 采取 卸 压
在 受动力 扰动下 ，无论 硬煤还 是软 煤煤 层 巷道 顶板 变形 程 措 施进 行 防 冲外 ，还 可 以通 过 优 化支 护 方式 的方法 提 高防 冲效
度 均 大 于底 板 和帮 部 ，在煤 硬 度 较 小 的情 况 下 ，巷道 帮 部 变 形 果 。以煤 矿常 用 的锚杆 支 护 的矩 形煤 层巷 道 为例 ，巷道 顶 板 和
行 研究 ，考虑 到煤层 硬 度对 巷道 支 护影 响作 用 较大 ，这里 对 软 、 度煤体 ，受顶板动力扰动时 ，巷道围岩应力表现出不同的动态响
硬 煤两种 煤层 巷道 围岩稳定 性进 行分 析 。
应 规律 。
１动 力扰 动 下巷道 围岩 力学特征
２ 巷道 围岩 “三 区三结 构”组 合加 固体 防冲措 施