煤矿冲击地压巷道防冲支护强度计算与吸能设计

"煤矿冲击地压巷道三级吸能支护的强度计算方法，是针对冲击危险巷道的防冲设计的重要研究。该方法结合了静力与动力环境下的巷道结构特征，考虑了支护与卸压的双重效应，形成多层圆环结构，并通过梯度结构力学模型进行分析。研究引入了拟静态法，叠加远场冲击动载荷与静载荷，简化锚固层的锚杆（索）作用，弱化卸压层煤岩力学参数，以建立冲击地压巷道的梯度结构模型。通过计算多层圆环接触面上的应力，确定了吸能防冲支护的强度与冲击地压等级之间的关系，提出了一种三级吸能防冲支护的强度计算方法，实现了参数的量化设计。此方法在实际工程中得到应用，例如‘锚杆（索）+可缩性36U棚支架+液压抬棚和吸能液压支架’的三级支护系统，能够抵抗2级冲击地压。" 这篇论文深入探讨了煤矿冲击地压巷道的防冲设计，提出了一个创新的三级吸能支护强度计算方法。在研究中，作者首先指出了冲击地压巷道防冲支护设计的量化方法缺失的问题，然后从围岩的静力和动力环境出发，分析了巷道周围的多层圆环结构。这种结构由巷内支护层、锚固层、卸压层和原岩层组成，且各层之间材料性能存在径向梯度。 论文采用了拟静态法，将冲击动载荷与静载荷相结合，简化了锚固层中锚杆（索）的作用，同时减弱了卸压层的煤岩力学属性，从而构建了一个冲击地压巷道的梯度结构力学模型。通过对模型中多层圆环接触面的应力分析，他们得出结论，强化卸压层、提高锚固层的支护强度和优化巷内支护层的设计可以有效减少冲击载荷的影响，提高巷道的抗冲击能力。 此外，作者引入了冲击破坏等级系数，建立了支护强度与冲击地压等级之间的关系，为设计冲击危险巷道的三级吸能防冲支护提供了计算基础。具体应用中，他们在某煤矿实例中验证了该方法的有效性，计算出的支护参数能够抵御2级冲击地压。 论文还涵盖了广泛的煤炭开采与动力灾害领域的其他研究，包括能源消费预测、岩层运动、智能开采技术、岩体力学、煤岩动力灾害防控、动力灾害预警等，显示了该领域深度和广度的研究动态。这些研究成果对于保障煤矿安全生产、降低动力灾害风险具有重要意义。