(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210420501.X (22)申请日 2022.04.21 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114519230 A (43)申请公布日 2022.05.20 (73)专利权人 中国矿业大 学 （北京） 地址 100083 北京市海淀区学院路丁1 1号 专利权人 北京力岩科技有限公司 (72)发明人 王琦　高红科　江贝　薛浩杰　 王帅　 (74)专利代理 机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 372 21 专利代理师 马海波 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01)G06F 30/20(2020.01) E21C 41/18(2006.01) E21F 15/00(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (56)对比文件 CN 113914862 A,202 2.01.11 CN 113417638 A,2021.09.21 审查员 王彦男 (54)发明名称 深井巷道切顶卸压 -支护吸能控制方法 (57)摘要 本发明涉及深 井巷道切顶卸压 ‑支护吸能控 制方法， 属于煤炭开采安全控制技术领域， 解决 了不能从根本上对灾害有效防治的问题， 包括以 下步骤： 建立切顶卸压 ‑支护吸能岩层力学分析 模型， 根据卸压 ‑支护吸能岩层力学分析模型得 到切顶‑充填参数； 根据由切顶 ‑充填参数确定的 切顶后顶板围岩存储的弹性能和吸能支护件的 吸能性能参数得到第一支护参数， 根据单位面积 巷道所需支护总强度和吸能支护件的力学性能 参数得到第二支护参数； 比选第一支护参数和第 二支护参数， 确定施工支护参数， 根据切顶 ‑充填 参数和施工支护参数进行切顶和吸能支护件的 现场施工。 采用本发明的方法可实现冒顶、 冲击 地压等灾害的有效防治。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 114519230 B 2022.07.15 CN 114519230 B 1.深井巷道切顶卸压 ‑支护吸能控制方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 建立切顶卸压‑支护吸能岩层力学分析模型， 根据卸压 ‑支护吸能岩层力学分析模型得 到切顶‑充填参数； 根据由切顶 ‑充填参数确定的切 顶后顶板围岩存储的弹性 能和吸能支护件的吸能性 能 参数得到第一支护参数， 根据单位面积巷道所需支护总强度和吸能支护件的力学性能参数 得到第二支护参数； 第一支护参数的获取 方法为： 其中， Uw为切顶后顶板围岩存储的弹性能， B为巷道宽度， η为安全系数， E'A为单根吸能 支护件能够吸收的能量， 为吸能支护件的吸能性能参数， k J， 由预先进 行的吸能支护室内试 验得到， ne为每平方米巷道吸能支护件数量即第一支护参数； 第二支护参数的获取 方法为： 首先计算单位 面积 （每平方米） 巷道所需要的总支护强度， 计算方法为： H为切顶高度 即顶板的高度， m； P为单位面积巷道所需要的总支护强度， kN/m2； γd为切 顶范围内顶板容重， kN/m3， 其中， 当巷道顶板由多层岩层构成时， ； γi‑单层顶板 容重， kN/m3； Di‑单层顶板厚度， m； Pz ‑吸能支护件设计支护强度即吸能支护件力学性能参 数， 预先由吸能支护室内实验得到， k N； 根据： 可得到最小的单位 面积所需要的吸能支护件个数ns， 即最小的第二支护参数； 比选第一支护参数和第二支护参数， 选取其中较大值作为施工支护参数， 根据切顶 ‑充 填参数和施工支护参数进行切顶和吸能支护件的现场施工 。 2.如权利要求1所述的深井巷道切顶卸压 ‑支护吸能控制方法， 其特征在于，  切顶后的 顶板围岩存 储弹性能的获得 方法为： 根据岩体碎胀理论， 确定切顶 ‑充填参数； 在确定切顶 ‑充填参数后， 将切顶 ‑充填参数 带入到切顶后顶板围岩存储弹性能的计算模型中， 得到切顶后顶板围岩储存的弹性能大 小。 3.如权利要求2所述的深井巷道切顶卸压 ‑支护吸能控制方法， 其特征在于， 所述切顶 卸压‑支护吸能岩层力学分析模型为 一端固定另一端自由活动的悬臂梁 模型。 4.如权利要求2所述的深井巷道切顶卸压 ‑支护吸能控制方法， 其特征在于， 根据切顶 卸压‑支护吸能岩层力学分析模型得到其弯矩计算模型， 弯矩计算模型积分后得到其挠 曲 线计算模型， 对挠曲线计算模型进行积分得到切顶后顶板围岩存 储弹性能的计算模型。 5.如权利要求1所述的深井巷道切顶卸压 ‑支护吸能控制方法， 其特征在于， 所述支护 件的吸能性能参数和力学性能参数根据预 先进行的吸能支护室内试验得到 。 6.如权利要求1所述的深井巷道切顶卸压 ‑支护吸能控制方法， 其特征在于， 根据悬吊权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114519230 B 2理论计算单位 面积巷道所需的总支护强度。 7.如权利要求1所述的深井巷道切顶卸压 ‑支护吸能控制方法， 其特征在于， 现场施工 的具体方法为： 采用顶板定 向预切缝技术对沿巷道工作面采空区侧的巷道顶板进行切顶， 切顶完成后采用吸能支护件 对巷道进行 联合支护。 8.如权利要求1所述的深井巷道切顶卸压 ‑支护吸能控制方法， 其特征在于，  所述吸能 支护件采用吸能锚杆或吸能锚索。 9.如权利要求1所述的深井巷道切顶卸压 ‑支护吸能控制方法， 其特征在于， 得到第一 支护参数和第二支护参数后， 选取能够使支护更加趋向于安全的参数进 行冲击地压防治等 级验算， 确定最终的施工支护参数。 10.如权利要求1所述的深井巷道切 顶卸压‑支护吸能控制方法， 其特征在于， 在工程现 场对切顶和吸能支护件完成施工后， 进 行现场监测， 根据监测结果对 所建立的切顶卸压 ‑支 护吸能岩层力学分析模型及切顶 ‑充填参数进行反馈优化。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114519230 B 3