一种确定巷道掘进迎头合理空顶距的方法

摘要

一种确定巷道掘进迎头合理空顶距的方法，首先对巷道直接顶岩石取样，并通过力学试验测定其单轴抗压强度和抗拉强度；之后进行掘进迎头巷道直接顶受力分析，建立沿巷道走向的直接顶力学模型，采用差分法并借助数学软件进行应力函数求解，计算出模型中各结点应力分量；然后依据试验测定的岩石强度对空顶范围内的直接顶进行稳定性判定；最后依据一个生产班能够完成的最大掘进长度，选择合理的空顶距。本发明巷道掘进迎头合理空顶距的确定方法克服了空顶距选择的盲目性，实现了空顶距选择的定量分析，为实现巷道安全、快速掘进提供了重要依据。其方法简单易行、费用低、可靠性高，为确定合理空顶距提供了一种新的途径。

主权项

一种用于确定巷道掘进迎头合理空顶距的方法，其特征在于：(1)首先对掘进巷道进行直接顶岩石取样，并通过力学试验测定直接顶岩石单轴抗压强度和抗拉强度；(2)再对掘进迎头巷道直接顶进行受力分析，分别建立多个以整数个锚杆排距(S)作为空顶距(L1)的沿巷道走向的直接顶力学模型；(3)采用差分法并借助数学软件进行直接顶应力函数求解，分别计算得出不同空顶距(L1)下直接顶力学模型中各结点的应力分量值，包括垂直应力分量值和水平应力分量值；(4)依据力学试验测定的直接顶岩石强度分别对不同空顶距(L1)条件下的直接顶进行稳定性判定：当直接顶力学模型中各结点应力分量最大压应力大于试验测定的抗压强度，同时最大拉应力大于试验测定的抗拉强度时，则该空顶距(L1)下顶板不稳定；当直接顶力学模型中各结点应力分量最大压应力小于试验测定的抗压强度，同时最大拉应力小于试验测定的抗拉强度时，则该空顶距(L1)下顶板稳定；(5)从能保证顶板稳定的空顶距(L1)中选择合理的空顶距(L1)，当一个生产班能够掘进整数个空顶距(L1)长度时，选择空顶距(L1)的最大值作为合理空顶距(L1)。