付玉凱

(1.中煤科工開采研究院有限公司，北京 100013；2.天地科技股份有限公司 開采設(shè)計事業(yè)部，北京 100013；3.煤炭科學(xué)研究總院 開采研究分院，北京 100013)

隨著煤礦采深的增加，煤礦沖擊地壓災(zāi)害日益嚴(yán)重，沖擊地壓造成巷道大范圍坍塌、冒頂破壞[1-3]。鑒于工程條件的復(fù)雜性，目前仍不能準(zhǔn)確地預(yù)測、預(yù)報沖擊地壓發(fā)生的時間和地點，單純依靠預(yù)警和卸壓無法徹底杜絕沖擊地壓的發(fā)生。支護作為一種防控巷道沖擊地壓的手段，合理的支護方式和參數(shù)能有效降低巷道的沖擊破壞程度[4-6]。

在沖擊地壓巷道支護方面，國內(nèi)主要采用錨桿(索)、鋼棚及支架等支護方式，其中大部分煤礦仍以錨桿支護為主。高明仕[7]針對沖擊地壓巷道，提出了“強—弱—強”結(jié)構(gòu)模型，通過設(shè)置弱結(jié)構(gòu)、提高支護強度等手段來控制沖擊地壓巷道圍巖變形破壞；鞠文君[8，9]分析了沖擊地壓巷道錨桿支護的適用性和作用原理，提出了沖擊地壓巷道錨桿支護能量校核設(shè)計法；康紅普[10]針對義馬礦區(qū)巷道變形破壞特點，提出了錨桿支護優(yōu)先、及時主動支護、全斷面支護、錨-支相結(jié)合、支-卸相結(jié)合、支護構(gòu)件相互匹配的沖擊地壓巷道支護原則；潘一山[11，12]提出了沖擊地壓巷道三級支護理念，一級支護采用錨桿或吸能錨桿，二級支護采用“錨桿+O型棚”，三級支護采用“錨桿+O型棚+液壓支架”聯(lián)合支護；吳擁政等[13]針對巷道防沖手段和支護系統(tǒng)不協(xié)調(diào)的問題，提出了深部沖擊地壓巷道“卸壓-支護-防護”協(xié)同防控原理與技術(shù)；焦建康等[14]提出了巷道錨固承載結(jié)構(gòu)的概念，建立了動靜載荷作用下巷道錨固承載結(jié)構(gòu)穩(wěn)定模型，得出了動載擾動沖擊地壓巷道錨固承載結(jié)構(gòu)破壞的力學(xué)判據(jù)和能量判據(jù)；付玉凱[15，16]在義馬常村煤礦典型沖擊地壓巷道開展了高沖擊韌性錨桿(索)防沖試驗研究，結(jié)果表明高沖擊韌性錨桿(索)強度高、吸能能力強，對沖擊能量緩沖效果好，防止了脆性斷裂失效，有效控制了沖擊地壓巷道的失穩(wěn)破壞?，F(xiàn)有的研究成果對沖擊地壓巷道圍巖控制提供了重要的技術(shù)手段，研究成果主要集中在支護理論、支護方式及支護材料選擇等方面，要想科學(xué)確定沖擊巷道錨桿支護參數(shù)，需從沖擊地壓巷道支護參數(shù)與沖擊能量間的關(guān)系開展研究。筆者針對義馬礦區(qū)耿村礦的沖擊地壓巷道地質(zhì)條件，測試了支護材料的動態(tài)力學(xué)性能，基于能量計算方法確定巷道支護參數(shù)，并選擇典型巷道開展現(xiàn)場試驗，驗證能量計算方法的可行性。

1 工程概況

1.1 地質(zhì)條件

義馬礦區(qū)耿村礦為沖擊地壓礦井，埋深620 m左右，13230工作面位于礦井的東三采區(qū)，北側(cè)為13210工作面采空區(qū)，南側(cè)為實體煤。13230上巷沿13210工作面采空區(qū)邊緣掘進，煤柱尺寸6 m，巷道掘進時留底煤厚度2 m，巷道斷面為三心拱，巷寬7500 mm，巷高4600 mm，巷道長度1088 m，工作面布置如圖1所示。

圖1 13230工作面巷道布置

工作面開采2-3煤，煤層厚度10.2 m，傾角12°，內(nèi)生裂隙發(fā)育，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含夾矸3～5層，巖性為泥巖及粉砂質(zhì)泥巖；直接頂為灰黑色、黑色泥巖，平均厚31.5 m；基本頂為粉砂巖，局部為中粒砂巖或泥巖。直接底為泥巖，厚度1.5 m；基本底為細(xì)砂巖或粉砂巖，厚度12.5 m。2-3煤上方存在巨厚礫巖，礫巖厚380 m，距煤層240 m，屬于強沖擊危險區(qū)域。

1.2 地質(zhì)力學(xué)測試結(jié)果

在13230工作面開展了地質(zhì)力學(xué)測試，最大水平主應(yīng)力14.84 MPa，最小水平主應(yīng)力7.69 MPa，垂直主應(yīng)力14.98 MPa，最大水平主應(yīng)力方向N11°E，屬于中等偏高應(yīng)力區(qū)。2-3煤平均強度14.83 MPa，直接頂泥巖平均強度23.04 MPa，強度較低。煤體破碎嚴(yán)重，頂板泥巖裂隙發(fā)育，淺部存在明顯裂隙、離層及破碎帶，完整性較差。

1.3 巷道變形破壞情況

13210工作面上巷在巷道掘進期間采用復(fù)合支護，為錨桿(索)和鋼棚聯(lián)合支護，回采期間在超前采動應(yīng)力段架設(shè)防沖支架。巷道支護參數(shù)如下：

1)采用335 MPa級鋼材，右旋全螺紋鋼錨桿，直徑20 mm，長度2500 mm，錨固長度1.2 m，間排距700 mm×700 mm，扭矩100 N·m；錨索強度1860 MPa，結(jié)構(gòu)為1×7股，直徑17.8 mm，頂板錨索長度8.0 m，錨固長度4 m，預(yù)緊力100 kN，間排距為1400 mm×1400 mm；金屬網(wǎng)采用菱形網(wǎng)，10號鐵絲，鐵絲直徑為3.80 mm，網(wǎng)孔尺寸為100 mm×100 mm。

2)U型鋼棚支護參數(shù)。錨網(wǎng)索支護完成后，在滯后巷道掘進迎頭及時架設(shè)29U型鋼棚，鋼棚排距0.6 m。支架支護參數(shù)。工作面回采時，超前工作面300 m范圍內(nèi)架設(shè)防沖支架，支架工作阻力4000 kN，吸能讓位位移200 mm，每8 m布置1架。

在13210工作面回采過程中，巷道變形嚴(yán)重，兩幫移近量最大達(dá)到3 m，底鼓達(dá)2 m，U型鋼棚多處出現(xiàn)彎曲變形，巷道進行了多次返修。巷道掘進期間，沖擊能量相對較小，基本在105J以下，巷道變形主要以底鼓為主。工作面回采時，由于采動應(yīng)力和頂板上覆堅硬巖層斷裂的影響，沖擊能量明顯增加，巷道超前段多次出現(xiàn)105J的能量，圍巖變形量也急劇增加。個別沖擊能量達(dá)到106J，巷道呈現(xiàn)瞬間強烈變形，如頂板下沉、幫鼓或底鼓，錨桿(索)整體滑脫、斷裂，鋼棚出現(xiàn)彎折，支架也出現(xiàn)爆缸、安全閥瞬間開啟等現(xiàn)象。巷道震動明顯，煤塵揚起，巷道內(nèi)能見度低，頂板巖塊大量掉落，距離沖擊事件較近處巖體出現(xiàn)鼓包、金屬網(wǎng)撕裂，變形突增。

2 沖擊地壓巷道支護參數(shù)確定方法

2.1 沖擊地壓巷道能量計算原理

沖擊地壓的發(fā)生主要是由于煤巖體集聚的彈性能突然釋放導(dǎo)致的，釋放的彈性能將以應(yīng)力波的形式四周傳播，應(yīng)力波在圍巖中以指數(shù)形式衰減[17]。假設(shè)震源處初始能量為E0，沖擊發(fā)生后剩余能量為E1，衰減指數(shù)為η，震源距巷道距離為R，則應(yīng)力波傳播至巷道圍巖的動能為：

Eh=EsR-η=(E0-E1)R-η

(1)

由于沖擊能量向四周傳播，同時不同巖層的衰減指數(shù)也不同，導(dǎo)致想確定出巷道周圍的沖擊能量難度較大。筆者基于現(xiàn)場實踐發(fā)現(xiàn)，圍巖破壞的嚴(yán)重程度主要和震源釋放的能量、距離及支護強度有關(guān)，沖擊能量越大、震源距巷道越近，其巷道圍巖的震動速度越大，震源在巷道臨空面處的震動破壞最為嚴(yán)重，沖擊地壓發(fā)生后的變形如圖2所示。同時，沖擊發(fā)生后，震動速度會在巷道圍巖破碎巖體處有一定的放大效應(yīng)，震動速度明顯大于震源處的震動速度，巷道圍巖淺部破碎的巖體更易出現(xiàn)彈射破壞。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗，巷道圍巖的震動沖擊速度可達(dá)3～10 m/s，煤巖體在3～10 m/s沖擊速率下，圍巖淺部破碎巖體會脫離母巖出現(xiàn)彈射，其彈射動能會造成支護系統(tǒng)破壞。若破碎巖體的彈射動能大于支護系統(tǒng)可抵御的能量，則支護系統(tǒng)失穩(wěn)破壞，反之亦然。如果能通過現(xiàn)場實測、理論計算或數(shù)值模擬等手段確定出沖擊震源在巷道臨空面處的單位面積動能和支護系統(tǒng)的吸能量，將兩者進行對比校核，即可實現(xiàn)對巷道支護參數(shù)的確定或反演。

圖2 沖擊地壓巷道能量計算模型

2.2 巷道支護參數(shù)能量計算流程

基于上述提出的能量計算原理，可得出基于能量計算的沖擊地壓巷道支護參數(shù)方法流程如下：

1)根據(jù)試驗巷道的地質(zhì)條件和生產(chǎn)條件，綜合采用工程類比、綜合指數(shù)法等方法確定試驗巷道的最大沖擊危險等級和震級，考慮到安全性，不同方法確定的震級不一致時，取最大值。

2)確定出巷道的最大震級后，可依據(jù)式(2)計算得出震源峰值振動速度的幅值，根據(jù)震源峰值震動速度與震源強度的線性關(guān)系，可確定出對應(yīng)的動載強度，震源處波動函數(shù)如式(3)所示：

A0=10(lgEs-1.8)/1.9

(2)

式中，A0為動荷載峰值，MPa；ω為震動頻率，Hz；t為動荷載作用時間，s。

3)將震源處波動函數(shù)或震源動載強度輸入數(shù)值模型中，通過與現(xiàn)場實際沖擊地壓案例進行反演，確定得出圍巖力學(xué)參數(shù)，通過數(shù)值計算最終確定得出震源沖擊波傳至巷道最近處(臨空面)的沖擊震動速度(PPV)和破壞范圍，通過獲得巷道表面的震動速度、破壞范圍和煤巖體密度，可確定得出巷道臨空面的單位面積沖擊動能，該動能也是沖擊發(fā)生后巷道表面最大的動能。

式中，m為巷道表面單位面積上破壞圍巖的質(zhì)量；v為巷道表面圍巖震動速度；h為圍巖破壞范圍；ρ為圍巖密度。

4)錨桿支護結(jié)構(gòu)單元的吸能量可根據(jù)實驗室測試結(jié)果進行確定，通過實驗室測試確定得出單位面積錨桿支護系統(tǒng)的吸能量Ec。然后根據(jù)理論計算或?qū)嶒炇覝y試確定出U型鋼棚、防沖支架等被動支護結(jié)構(gòu)的單位支護面積的吸能量Ez。通過將支護結(jié)構(gòu)和巷道圍巖的能量進行對比，可校核支護結(jié)構(gòu)能力是否滿足要求。

(Ec+Ez)>Eh

(5)

3 沖擊地壓巷道支護參數(shù)確定

3.1 試驗巷道沖擊危險指數(shù)評估

綜合指數(shù)法[18，19]是在綜合分析試驗巷道地質(zhì)條件和開采條件的基礎(chǔ)上，確定各種因素的權(quán)重，然后綜合考量得出試驗巷道的沖擊危險指數(shù)，綜合指數(shù)法沖擊危險分級表見表1。

表1 沖擊地壓危險狀態(tài)的分級

根據(jù)綜合指數(shù)法可知，13230工作面上巷地質(zhì)條件綜合指數(shù)為0.85，開采因素綜合指數(shù)0.55，根據(jù)沖擊危險性分級表，綜合判斷試驗巷道屬于強沖擊危險區(qū)域，沖擊地壓危險等級為D，震級ML2.4～2.8。

3.2 試驗巷道臨空面單位面積沖擊動能確定

沖擊地壓發(fā)生后，彈性能將以沖擊波的形式向四周傳播，由于巷道圍巖淺部因開挖會形成大量節(jié)理、裂隙及弱結(jié)構(gòu)面，在沖擊過程中圍巖淺部節(jié)理、裂隙及弱結(jié)構(gòu)面通常會放大沖擊波的震動效應(yīng)，震動速度通?？蛇_(dá)3～10 m/s，巷道淺部圍巖震動速度大小主要與應(yīng)力波強度和圍巖破碎程度相關(guān)[20]。

筆者基于13230工作面上巷的地質(zhì)條件，模擬得出了沖擊載荷下巷道頂板不同深度的震動速度如圖3所示[21]。從圖中可以看出，巷道頂板不同圍巖在沖擊載荷下的震動速度不同，圍巖完整性越差其震動速度越大，巷道破碎煤巖體的最大震動速度達(dá)到6.0 m/s。

圖3 不同圍巖在沖擊地壓發(fā)生后的震動速度

利用鉆孔窺視儀對13230工作面上巷的圍巖破壞范圍進行了探測，泥巖破壞深度達(dá)到1.3 m，為了考慮一定的安全系數(shù)，破壞深度可取1.5 m，泥巖密度取2500 g/m3。則沖擊地壓發(fā)生后巷道頂板單位面積上釋放的沖擊動能為：

當(dāng)沖擊地壓震源位于巷道頂板時，除要考慮巷道圍巖的沖擊動能，還要考慮破壞泥巖產(chǎn)生的重力勢能。假設(shè)在沖擊載荷下泥巖最大位移300 mm，則泥巖單位面積釋放的勢能為：

Eh2=mgh=11.03 kJ/m2

巷道頂板單位面積釋放的沖擊動能和位移勢能之和為：

Eh=Eh1+Eh2=78.53 kJ/m2

3.3 沖擊地壓巷道支護系統(tǒng)吸能量確定

以往確定錨桿、錨索等支護材料的吸能量主要是基于其靜態(tài)位移與力曲線計算得出，確定的支護材料吸能量與其實際吸能量有一定差異。為了能確定出準(zhǔn)確的支護材料動載下的吸能量，利用自主開發(fā)的落錘沖擊試驗機，分別測試了錨桿、錨索及金屬網(wǎng)等主要支護構(gòu)件的吸能量，落錘沖擊試驗機如圖4所示。

圖4 錨桿和錨索落錘沖擊實物

測試用的錨桿為直徑22 mm桿體左旋無縱筋500號螺紋鋼筋，長度2.4 m；錨索材料為直徑?21.8 mm，抗拉強度1860 MPa，1×19股高強度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，長度2.2 m；金屬網(wǎng)為菱形網(wǎng)，8號鐵絲，鐵絲直徑為4.06 mm，網(wǎng)孔尺寸為50 mm×50 mm，菱形網(wǎng)尺寸為1000 mm×1000 mm。為保證一定的沖擊速度，錨桿和錨索沖擊所用的落錘重量為1000 kg，金屬網(wǎng)所用的落錘為437.6 kg，落錘下部安裝有動態(tài)力傳感器，用于監(jiān)測沖擊過程中錨桿和錨索的受力，試驗機框架立柱上安裝有激光位移計，用于采集沖擊過程中錨桿和錨索的變形量。

1)錨桿試樣吸能量。由于一次沖擊無法將錨桿試樣沖擊破斷，錨桿試樣采用多次沖擊的方式，單次沖擊能量20000 J，沖擊速度6.32 m/s，錨桿試樣在80000 J沖擊能量下出現(xiàn)破斷，沖擊下錨桿試樣的沖擊力與位移曲線如圖5所示。通過對錨桿試樣的沖擊力-位移曲線進行積分可得到其破斷吸能量，錨桿在80000 J能量的沖擊下其吸能量為76000 J，則錨桿單位長度吸能量為31666 J/m。

圖5 錨桿沖擊力-位移曲線

2)錨索試樣吸能量。錨索在沖擊能量為15000 J時出現(xiàn)了破斷，沖擊速度為5.48 m/s，沖擊下錨索試樣的沖擊力與位移曲線如圖6所示。錨索試樣的沖擊力與位移曲線進行積分可得到其破斷吸能量，錨索在15000 J能量的沖擊下其吸能量為14300 J，則錨索單位長度吸能量為6500 J/m。

圖6 錨索位沖擊力-位移曲線

3)菱形網(wǎng)吸能量。菱形網(wǎng)在沖擊能量為5600 J時出現(xiàn)了破壞，沖擊速度為5.06 m/s，沖擊下菱形網(wǎng)的沖擊力與位移曲線如圖7所示。菱形網(wǎng)的沖擊力與位移曲線進行積分可得到其破斷吸能量，菱形網(wǎng)在5600 J能量的沖擊下其吸能量為4820 J，則菱形網(wǎng)單位面積吸能量為4820 J/m2。

圖7 菱形網(wǎng)沖擊力-位移曲線

4)其它支護材料吸能量。錨桿支護中除錨桿、錨索及金屬網(wǎng)外，托板、鋼帶等支護構(gòu)件也具有一定的吸能能力，鑒于其吸能量在整個支護系統(tǒng)中的占比較低，在此不予考慮。當(dāng)沖擊地壓巷道沖擊危險性較高時，單獨采用錨桿支護難以控制巷道沖擊破壞，巷道通常要采用復(fù)合支護，比如錨桿、U型鋼棚及防沖支架等。研究[13，22]發(fā)現(xiàn)，36U型鋼棚的吸能量約60 kJ，工作阻力為6000 kN的防沖支架吸能量達(dá)到1000 kJ。

3.4 沖擊地壓巷道支護方案

根據(jù)礦方現(xiàn)在使用的支護材料和13210工作面上巷支護方案進行計算來看，原支護方案中錨桿單位支護面積吸能量為38 kJ/m2，錨索單位支護面積吸能量3.3 kJ/m2，菱形網(wǎng)單位支護面積吸能量為2.52 kJ/m2，29U型鋼棚單位支護面積吸能量為7.96 kJ/m2，防沖支架單位支護面積吸能量為10.74 kJ/m2。則原錨桿(索)、U型鋼棚及防沖支架的總吸能量為54.56 kJ/m2，小于巷道頂板釋放的沖擊動能78.53 kJ/m2，原三級支護方式無法滿足13210工作面上巷的支護要求。所以，13210工作面上巷巷道在沖擊載荷下變形極其嚴(yán)重。

為了能使支護參數(shù)滿足巷道使用要求，同時還能降低支護密度，13230工作面上巷新支護方案采用高強、高延伸率錨桿(索)支護材料，根據(jù)上述高強、高延伸率支護材料的吸能量，可分別計算得出錨桿支護、U型鋼棚及防沖支架的吸能量，然后將三者吸能量之和與巷道頂板釋放的沖擊動能進行對比，可反演得出各支護方式的參數(shù)。

假設(shè)頂板錨桿長度2.4 m，錨固長度1.2 m，錨桿間排距1 m×1 m，錨桿單位支護面積吸能量為38 kJ/m2；錨索長度6.3 m，自由端長度4 m，錨索間排距2 m×2 m，錨索單位支護面積吸能量為6.5 kJ/m2；菱形網(wǎng)單位支護面積吸能量為4.82 kJ/m2；36U型鋼棚排距1.2 m，巷寬7.5 m，單位支護面積吸能量為6.67 kJ/m2；防沖支架排距5 m，巷寬7.5 m，單位支護面積吸能量為26.67 kJ/m2。則錨桿(索)、U型鋼棚及防沖支架的總吸能量為82.66 kJ/m2，大于巷道頂板釋放的沖擊動能78.53 kJ/m2，三級支護方式基本可以滿足13230工作面上巷的支護要求。根據(jù)上述能量計算，13230工作面上巷的支護方案如下：

1)錨桿支護參數(shù)。采用500 MPa級鋼材，直徑22 mm，長度2400 mm，配套W鋼護板、托板等支護構(gòu)件，錨固長度1.2 m，間排距950 mm×900 mm，扭矩300 N·m；錨索強度1860 MPa，結(jié)構(gòu)為1×19股，直徑21.8 mm，巷幫錨索長度4.3 m，頂板錨索長度6.3 m，錨固長度2 m，預(yù)緊力320 kN，配套托板、球墊等支護構(gòu)件，間排距為1900 mm×1800 mm；金屬網(wǎng)采用菱形網(wǎng)，8號鐵絲，鐵絲直徑為4.06 mm，網(wǎng)孔尺寸為50 mm×50 mm。

2)U型鋼棚支護參數(shù)。錨網(wǎng)索支護完成后，在滯后巷道掘進迎頭及時架設(shè)36U型鋼棚，鋼棚排距1.2 m，鋼棚與巷道圍巖間預(yù)留0.5 m的空間，中間填充枕木。

3)防沖支架支護參數(shù)。工作面回采時，超前工作面300 m范圍內(nèi)架設(shè)防沖支架，支架工作阻力6000 kN，吸能讓位位移200 mm，每5 m布置1架。

4 礦壓監(jiān)測

在13230工作面上巷試驗段安裝了錨桿(索)測力計、巷道圍巖位移和微震探頭，用于監(jiān)測巷道變形破壞情況，在巷道試驗過程中，微震探頭監(jiān)測到多次沖擊能量事件，其中發(fā)生106J以上的沖擊事件1次，105J沖擊事件3次，104J沖擊事件26次。礦壓監(jiān)測結(jié)果如圖8所示。從圖8可以看出，巷道幫部錨桿初始預(yù)緊力位于38～60 kN之間，隨著圍巖的變形錨桿受力逐步增加，錨桿最大受力達(dá)到240 kN，不同錨桿受力差異較大，并且1號錨桿受力出現(xiàn)了明顯的波動；頂板錨桿初始預(yù)緊力與幫部基本相同，頂板錨桿受力增加更快，錨桿的最終受力也相對較大，且受力也相對穩(wěn)定，未出現(xiàn)明顯的波動。頂板錨索初始預(yù)緊力位于10～160 kN之間，錨索初始預(yù)緊力差異較大，并且錨索最終受力也差別較大，最大受力達(dá)到380 kN，最小受力僅20 kN。巷道變形量主要以底鼓為主，底鼓量達(dá)到650 mm；頂板變形量相對較小，僅60 mm，兩幫變形量中等，達(dá)到300 mm。

圖8 13230工作面上巷礦壓監(jiān)測結(jié)果

整體來看，沖擊地壓巷道礦壓顯現(xiàn)與傳統(tǒng)巷道差異較大，沖擊地壓巷道在試驗過程中，多次出現(xiàn)大能量沖擊事件，在大能量沖擊事件作用下，錨桿支護結(jié)構(gòu)受力出現(xiàn)了明顯的波動，但巷道變形量得到了有效控制。錨桿(索)、鋼棚及防沖支架三級支護系統(tǒng)有效控制了巷道在高沖擊事件下的變形破壞，巷道經(jīng)受多次高能量沖擊也未出現(xiàn)坍塌破壞，三級支護結(jié)構(gòu)有效耗散了沖擊動能。

鑒于沖擊地壓發(fā)生后巷道變形破壞的復(fù)雜性，筆者初步嘗試采用能量計算的方法來確定沖擊地壓巷道支護參數(shù)，該方法仍處于探索階段，還未形成成熟的定量設(shè)計方法，還有以下幾個方面有待完善。

1)現(xiàn)場支護材料的動態(tài)力學(xué)性能與實驗室測試的結(jié)果仍存在一定的差異，完全按照現(xiàn)場的錨桿受力狀態(tài)進行測試仍有較大的難度。

2)通過理論計算或模擬的方法來確定應(yīng)力波在巷道圍巖的形成震動速度和破壞范圍的準(zhǔn)確性有待商榷，需結(jié)合現(xiàn)場實測進行校核、驗證。

3)確定錨桿支護材料吸能量時，需要綜合考慮錨固力的大小和圍巖破壞深度。尤其是破碎圍巖，當(dāng)其錨固力低于破斷載荷時，要以錨固力和變形量來確定吸能量。圍巖破壞深度大于錨桿長度時，在沖擊載荷作用下錨桿支護結(jié)構(gòu)會整體推出，錨桿將失去支護作用。

5 結(jié) 論

1)沖擊地壓巷道支護參數(shù)流程主要包括巷道沖擊危險性評估、震源參數(shù)、巷道圍巖最大沖擊動能和支護結(jié)構(gòu)吸能量確定。

2)分別確定出了13230工作面上巷的單位面積釋放的沖擊動能、位移勢能及支護吸能吸能量，巷道單位面積釋放的沖擊動能為78.53 kJ/m2，支護系統(tǒng)吸能量為82.66 kJ/m2，三級支護方案可滿足巷道支護要求。

3)基于能量計算方法確定了13230工作面上巷的支護參數(shù)，并在現(xiàn)場開展了工業(yè)性試驗。在大能量沖擊事件作用下，雖然錨桿支護結(jié)構(gòu)受力出現(xiàn)了明顯的波動，但巷道變形量得到了有效控制。三級支護系統(tǒng)有效控制了巷道在高能量事件下的變形破壞，有效耗散了沖擊動能。