【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及煤礦井下巷道支護工藝領域，更具體地說，本專利技術涉及一種區域高應力離散固化的巷道支護方法。
技術介紹
1、隨著礦井開采范圍的不斷擴大和開采深度的增加，開采條件變得愈加復雜和困難。特別是在高應力作用下，巷道掘進和支護在塑性形變、易風化巖層、破碎巖體、巖體穩定性差等不良巖層中面臨極大挑戰。由于井下巷道工程的特殊地質條件和開采環境，其風險性顯著增加。巷道開挖后，圍巖中的應力將重新調整，如果不及時進行有效支護，圍巖的整體性將受到破壞，甚至會導致圍巖垮塌。傳統的巷道支護方法形式單一，支護效果較差，無法有效控制圍巖穩定性，影響礦井安全生產，并帶來長期隱患。作為礦區開采整體系統的重要組成部分，巷道支護工作的質量直接關系到整個工程的安全和效率。支護措施不到位或不科學，可能導致巷道坍塌嚴重事故，威脅礦井安全生產和人員生命安全。
2、針對上述挑戰，現代人工智能技術提供了新的解決方案，通過機器學習算法分析和預測巷道周圍的應力分布情況，從而制定更加科學合理的支護方案。通過部署傳感器網絡實時監測巷道內的應力變化，利用機器學習算法對采集的數據進行分析，建立應力分布模型來預測巷道掘進過程中不同位置的應力變化情況，為支護設計提供科學依據。算法可根據不同巖層的特性和應力條件，計算出最優支護方案，提高支護效率和穩定性，通過調整錨桿布置參數，實現支護效果的最大化。通過傳感器和物聯網技術，可以實時監控巷道的支護情況和應力變化，實現支護方案的動態調整。傳感器網絡可實時采集圍巖變形和應力變化數據，通過無線通信技術傳輸至控制中心，結合實時分析模型，
3、鑒于上述背景，如何利用現代人工智能技術來提高巷道支護技術，通過機器學習算法分析和預測巷道周圍的應力分布情況，從而制定更加科學合理的支護方案，結合實際地質條件和應力分布情況，完善支護方案，提高支護效率和穩定性，通過傳感器和物聯網技術，實時監控巷道的支護情況和應力變化，實現支護方案的動態調整，顯著提高區域高應力離散固化巷道支護工藝的科學性和有效性，從而確保礦井開采工作的安全可靠，是所屬領域技術人員需要解決的技術問題。
技術實現思路
1、為了克服現有技術的上述缺陷，本專利技術的實施例提供了一種區域高應力離散固化的巷道支護工藝，特別適用于高應力、軟巖巷道的底板控制。該工藝利用科學合理的支護技術，構建應力數據處理模塊，應力數據處理模塊通過傳感器網絡實時監測巷道周圍的應力變化，將采集到的應力數據進行離散化處理，劃分成若干個區域單元。每個單元內的應力數據經過綜合分析后，生成應力分布模型，為支護排序提供科學依據。將巷道周圍的應力數據進行離散化處理成若干個區域單元，并對各區域單元進行支護排序，依次對高應力區域和次高應力區域進行支護施工，在支護施工前，根據應力分布情況確定錨桿和錨索的參數，以確保支護效果的最佳實現。該工藝旨在有效控制圍巖的變形，通過完善支護方法，提高支護強度，從而保持巷道的穩定性。通過科學合理的支護方案，不僅能減少圍巖變形，還能降低維修頻次和成本，確保礦井開采工作的安全可靠。該工藝針對高應力區域和次高應力區域的支護施工，通過調整錨桿和錨索的布置，提高支護強度和效果，從而有效控制圍巖變形，保持巷道穩定。通過這種科學合理的支護技術，不僅提高了巷道的穩定性，還降低了維修成本和頻次，解決了現有技術中的諸多問題，為高應力區的巷道掘進和支護提供了重要的技術參考。在礦井開采過程中，通過實時監測和動態調整支護方案，確保巷道的穩定和安全，顯著提高了支護效率和穩定性，為礦井開采工作的安全可靠提供了堅實保障。
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、步驟s1：通過地質勘探和應力測試，確定巷道的高應力區域和應力分布情況；
4、步驟s2：根據原巖地應力測定結果分布情況，采用離散固化技術在高應力區域形成穩定支護結構，進行巷道支護處理；
5、步驟s3：在巷道支護處理中，構建應力數據處理模塊，將巷道周圍的應力數據進行離散化處理成若干個區域單元，并對各區域單元進行支護排序；
6、步驟s4：根據支護排序的結果，依次對高應力區域和次高應力區域進行支護施工，在支護施工前確定錨桿、錨索參數；
7、步驟s5：在施工過程中，進行實時監測和反饋，確保支護施工質量，及時調整支護方案。
8、同等重要地，其中地質勘探技術包括地震波探測和電阻率探測，具體步驟如下：
9、步驟一：在巷道周圍布置地震波探測設備，通過激發地震波并接收其反射波，分析反射波的速度和衰減，確定地下巖層的密度和應力分布情況；
10、步驟二：在巷道周圍布置電極，通過電極向地下發送電流，測量地下巖層的電阻率分布，根據電阻率的變化了解地下巖層的裂隙和含水情況。
11、此外，根據井下排水能力及排水設備裝備的要求設計主泵房斷面形狀，通過巷道斷面不同部位所取的試樣設計支護方案，以確保圍巖處于相同的穩定狀態。
12、進一步地，根據原巖地應力測定結果分布情況，采用離散固化技術在高應力區域形成穩定支護結構，進行巷道支護處理；在巷道支護處理中，構建應力數據處理模塊，將巷道周圍的應力數據進行離散化處理成若干個區域單元，并對各區域單元進行支護排序；根據支護排序的結果，依次對高應力區域和次高應力區域進行支護施工，在支護施工前確定錨桿、錨索參數，具體步驟如下：
13、步驟一：將巷道周圍的應力數據進行離散化處理成若干個區域單元，并對各區域單元進行支護排序；
14、步驟二：采用巖巷計算法來確定錨桿參數，計算公式如下：
15、
16、m≤0.4l
17、
18、其中，l為錨桿總長度，n為圍巖影響系數，w為巷道跨度，m則表示錨桿間距，d表示錨桿直徑；
19、步驟三：確定錨索參數，計算公式如下：
20、l＝l1+l2+l3
21、
22、
23、其中，l為錨索總長度，l1為錨索外露長度，l2為錨索有效長度，l3則表示錨索錨固長度，hi表示巷道高度，n是巷道的段數，w為巷道跨度，σw單根錨索極限拉斷力，k為安全系數，y是材料的密度，s是單根錨索的穩定性系數，用于衡量錨索在承受荷載時的穩定性；
24、值得注意的是，采用離散固化技術在高應力區域形成穩定支護結構，從而提高巷道整體穩定性，具體步驟如下：
25、步驟一：根據識別出的高應力區域，結合巷道的具體形態和應力分布情況，合理確定支護點的位置，支護點應均勻分布于高應力集中的區域，以確保全面覆蓋并有效分散應力；同時進行間距設計，根據高應力區域的應力集中程度和巷道尺寸，確定支護點之間的間距；
26、步驟二：在確定的支護點位置鉆孔，孔徑和孔深根據巷道實際情況和固化材料的特性確定，鉆孔需要保證垂直度和深度，然后通過灌注設備將配制好的固化材料注入鉆孔內，灌注過程中保持連續均勻，避免材料分層或空隙，確保材料能本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種區域高應力離散固化的巷道支護工藝，其特征在于，根據應力分布情況，設計巷道支護方案，具體步驟如下：
2.根據權利要求1所述的一種區域高應力離散固化的巷道支護工藝，其特征在于，其中地質勘探技術包括地震波探測和電阻率探測，應力測試技術包括孔內應力釋放法和地應變測量法。
3.根據權利要求1所述的一種區域高應力離散固化的巷道支護工藝，其特征在于，根據井下排水能力及排水設備的要求設計主泵房斷面形狀，通過巷道斷面不同部位所取的試樣設計支護方案，以確保圍巖處于相同的穩定狀態。
4.根據權利要求1所述的一種區域高應力離散固化的巷道支護工藝，其特征在于，在支護施工前確定錨桿、錨索參數，錨桿參數計算公式如下：
5.根據權利要求1所述的一種區域高應力離散固化的巷道支護工藝，其特征在于，采用離散固化技術在高應力區域形成穩定支護結構，首先在確定的支護點位置進行鉆孔，孔徑和孔深根據巷道的實際情況和固化材料的特性確定；隨后利用雙缸雙作用灌漿泵將預先配制好的固化材料連續均勻注入鉆孔內，過程中避免材料分層或空隙，確保固化材料能夠填充孔隙并滲透到巷道壁中。>
6.根據權利要求1所述的一種區域高應力離散固化的巷道支護工藝，其特征在于，建立一個完善的監測系統，安裝應力傳感器實時監測巖石的應力變化，安裝位移傳感器監測巷道圍巖的位移和變形情況，安裝錨桿力傳感器監測錨桿的受力情況，然后把傳感器的數據實時傳輸到中央控制系統，中央控制系統對接收到的數據進行實時分析，評估當前支護方案的效果，并進行及時調整。
...【技術特征摘要】
1.一種區域高應力離散固化的巷道支護工藝，其特征在于，根據應力分布情況，設計巷道支護方案，具體步驟如下：
2.根據權利要求1所述的一種區域高應力離散固化的巷道支護工藝，其特征在于，其中地質勘探技術包括地震波探測和電阻率探測，應力測試技術包括孔內應力釋放法和地應變測量法。
3.根據權利要求1所述的一種區域高應力離散固化的巷道支護工藝，其特征在于，根據井下排水能力及排水設備的要求設計主泵房斷面形狀，通過巷道斷面不同部位所取的試樣設計支護方案，以確保圍巖處于相同的穩定狀態。
4.根據權利要求1所述的一種區域高應力離散固化的巷道支護工藝，其特征在于，在支護施工前確定錨桿、錨索參數，錨桿參數計算公式如下：
5.根據權利要求1...
【專利技術屬性】
技術研發人員：紀新波，盧鑫，鄭永勝，于靜波，王瑞，王東，曹振，龐軍，尹承亮，王偉，
申請(專利權)人：新汶礦業集團有限責任公司孫村煤礦，
類型：發明
國別省市：
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