一种基于相邻锚杆施工连续反馈的支护参数递推修正方法与流程

本发明涉及煤矿巷道锚杆支护，尤其涉及一种基于相邻锚杆施工连续反馈的支护参数递推修正方法。

背景技术：

1、煤矿井下巷道掘进后，受煤层赋存条件、围岩破碎程度、构造发育情况以及采动扰动等因素影响，巷道顶板、帮部及肩角区域常表现出明显的非均质性和局部弱化特征，围岩稳定状态在空间上变化较快。锚杆支护作为煤矿巷道最常用的主动支护方式，其施工质量和参数匹配程度直接影响巷道围岩控制效果及后续安全生产。

2、现有技术通常先进行支护参数设计，再结合施工监测结果或围岩变形情况对支护方案进行修正；或者在锚杆施工过程中，对成孔质量、安装状态、预紧力等单一环节进行检测，以判断当前锚杆施工质量或支护效果。另有部分技术通过围岩稳定性测试、支护监测或锚杆受力监测，对围岩状态进行评价，并据此调整后续支护参数。上述技术总体上已能够在一定程度上实现支护设计优化和施工质量控制。

3、但与现场施工需求相比，现有技术仍存在以下问题：

4、多侧重于施工后监测、单一工序检测或总体方案修正，缺少对锚杆成孔-安装-预紧全过程施工反馈信息的连续利用，难以及时反映围岩在支护实施过程中的实际响应；

5、现有方法通常将成孔反馈、安装反馈和预紧反馈相互割裂，未形成前序锚杆施工响应向后续锚杆支护参数传递的连续修正机制，导致支护参数调整滞后，现场适应性不足；

6、对于同一区域内围岩条件局部变化明显的情况，现有技术难以依据相邻锚杆施工反馈实现分区、逐点、递推式调整，影响支护针对性和施工效率。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种基于相邻锚杆施工连续反馈的支护参数递推修正方法。

2、本发明的另一个目的在于提出一种基于相邻锚杆施工连续反馈的支护参数递推修正装置。

3、本发明的第三个目的在于提出一种计算机设备。

4、本发明的第四个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。

5、为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种基于相邻锚杆施工连续反馈的支护参数递推修正方法，包括：

6、将巷道待支护区域按断面划分为多个分区，并在各分区内设置基准锚杆点位和后续递推锚杆点位；

7、对所述基准锚杆点位进行施工，获取成孔阶段、安装阶段和预紧阶段的施工反馈数据；

8、根据所述施工反馈数据确定各锚杆点位的响应特征，并基于相邻锚杆点位之间的响应变化量识别围岩的响应场模式；

9、根据识别出的所述响应场模式，对所述后续递推锚杆点位的支护参数进行递推修正。

10、在本发明的一个实施例中，所述获取成孔阶段、安装阶段和预紧阶段的施工反馈数据，包括：

11、通过锚杆钻机上集成的传感器，实时采集钻进时间、受阻次数、卡钻次数、杆体实际插入深度、搅拌扭矩和预紧扭矩数据，并将所述数据作为施工反馈数据。

12、在本发明的一个实施例中，所述根据所述施工反馈数据确定各锚杆点位的响应特征，包括：

13、根据所述施工反馈数据，以成孔响应值、安装响应值和预紧响应值构建每个锚杆点位的响应特征向量。

14、在本发明的一个实施例中，所述基于相邻锚杆点位之间的响应变化量识别围岩的响应场模式，包括：

15、当具备传感器采集条件时，计算相邻锚杆点位的响应变化量，并以基准锚杆点位的平均响应变化量为基础设定连续性阈值；当相邻锚杆点位的响应变化量均小于所述连续性阈值且各锚杆点位响应特征的标准差小于预设阈值时，识别为均匀场模式；当相邻锚杆点位的响应变化量单调变化时，识别为梯度场模式；当存在相邻锚杆点位的响应变化量超过所述连续性阈值的预设倍数时，识别为突变场模式；当相邻锚杆点位的响应变化量正负交替出现的次数达到预设次数时，识别为振荡场模式；

16、当不具备传感器采集条件时，根据成孔、安装、预紧阶段的分级结果确定主导异常类型，当连续两个以上已施工点位的主导异常类型相同时，将对应的响应模式确定为稳定响应模式、安装主导模式、表层承载不足模式或耦合异常模式。

17、在本发明的一个实施例中，当具备传感器采集条件时，所述根据识别出的所述响应场模式，对所述后续递推锚杆点位的支护参数进行递推修正，包括：

18、当识别为均匀场模式时，维持原锚杆长度、间距和预紧参数；

19、当识别为梯度场模式时，按梯度方向逐步增加锚杆密度或长度；

20、当识别为突变场模式时，在突变点两侧加密锚杆点位并局部加强支护；

21、当识别为振荡场模式时，切换支护路径并重新划分控制子区。

22、在本发明的一个实施例中，当不具备传感器采集条件时，所述根据识别出的所述响应场模式，对所述后续递推锚杆点位的支护参数进行递推修正，包括：

23、当识别为稳定响应模式时，维持原锚杆长度、间距和预紧路径；

24、当识别为安装主导模式时，对锚杆长度、间距、预紧参数中的一项进行修正；

25、当识别为表层承载不足模式时，对长度、间距、锚固配置中的两项以上进行联合修正，并设置补强点位；

26、当识别为耦合异常模式时，重新划分局部控制子区，切换支护路径或增设补强支护体系。

27、在本发明的一个实施例中，还包括跨施工单元的递推继承与终止步骤：

28、在每一施工单元完成后，将该施工单元中各分区的响应场模式作为下一施工单元对应分区的初始控制依据；

29、若前一施工单元与后一施工单元在地质条件和围岩表现上连续一致，则后一施工单元优先继承前一施工单元对应分区的响应场模式及修正参数；

30、若后一施工单元施工初期出现与前一施工单元明显不同的响应场模式或主导异常类型，则终止继承关系，重新进行基准锚杆点位的识别和响应场模式的确定。

31、为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种基于相邻锚杆施工连续反馈的支护参数递推修正装置，包括：

32、分区设置模块，用于将巷道待支护区域按断面划分为多个分区，并在各分区内设置基准锚杆点位和后续递推锚杆点位；

33、施工数据采集模块，用于对所述基准锚杆点位进行施工，获取成孔阶段、安装阶段和预紧阶段的施工反馈数据；

34、响应场识别模块，用于根据所述施工反馈数据确定各锚杆点位的响应特征，并基于相邻锚杆点位之间的响应变化量识别围岩的响应场模式；

35、递推修正模块，用于根据识别出的所述响应场模式，对所述后续递推锚杆点位的支护参数进行递推修正。

36、为达上述目的，本技术第三方面实施例提出了一种计算机设备，包括：处理器和存储器；其中，所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于实现如第一方面实施例所述的一种基于相邻锚杆施工连续反馈的支护参数递推修正方法。

37、为达上述目的，本技术第四方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面实施例所述的一种基于相邻锚杆施工连续反馈的支护参数递推修正方法。

38、本发明实施例具有以下有益效果：

39、本发明通过将锚杆成孔、安装、预紧三阶段反馈构造成响应特征向量，实现围岩状态实时感知；通过相邻点位响应变化量构建围岩响应场并自适应标定阈值，实现基于空间规律的系统性参数优化；通过相邻点位递推修正和跨单元自适应继承，将响应周期缩短至单个锚杆并实现施工连续性下的自动切换；通过传感器自动采集数据，避免主观偏差，为支护设计优化和质量追溯提供量化依据。