[發明專利]一種確定殘煤自燃對露天礦邊坡穩定性影響的方法

有效

• 申請號: 201410018570.3
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN104793260B
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: 孫寶志;王東;于永江;崔鐵軍;曹蘭柱
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: G01V9/00
• 分類號: G01V9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種確定殘煤自燃對露天礦邊坡穩定性影響的方法，其特征在于，使用PFC3D對露天礦邊坡進行建模，在熱力耦合的條件下，模擬殘煤自燃至不同燃空區深度時，邊坡內部的巖體破壞過程，進而確定影響邊坡穩定的巖體破碎區；其包括如下步驟：邊坡模型構建，自燃過程的模擬及穩定性分析；采用PFC3D的熱力耦合模型處理煤顆粒之間及圍巖的熱力關系；顆粒半徑的確定，由于PFC3D建模的特殊性，結合實際觀測邊坡自由面裂縫間隔在0.8m到1.2m之間，將邊坡顆粒ball半徑設為0.8～1.2m的正態分布；煤層根據實際調查的節理裂隙特點將煤顆粒ball半徑設為0.5～1m的正態分布；模型邊界的確定，考慮到泥巖和砂質頁巖在礦場地平面以下，且在煤層以下，煤的自燃對這兩層巖體的影響較小，所以模型的下邊界定為煤層與泥巖的交界面；隨著殘煤自燃的發展，對于不同燃空區深度，進行遞進式模擬，沿煤層傾角方向煤每燃燒20m進行一次模擬；為模擬自燃過程，應參考反應狀態、實地殘留物提取及相似模型研究，每間隔20m的煤燃燒殘留體積與原體積比折合成顆粒半徑比，比值為調整系數ε_i，設模擬為8段進行，共160m；對顆粒進行調整，燃燒后的顆粒半徑等于原半徑乘調整系數ε_i，ε_i＝{0.9，0.8，0.7，0.6，0.5，0.4，0.3，0.2}，i＝1～8，i表示某段煤層被模擬的次數；巖層破碎區范圍的確定，首先明確破裂是由于位移產生的孔隙造成的，所以應根據模型中顆粒的位移情況判斷破碎區范圍，進而利用喇叭裂隙帶、上邊界線、喇叭口高和分層剝離線分析破碎區形成的特點，其中，喇叭裂隙帶為煤層自燃形成的巖體內部破碎區域；上邊界線為分割巖體不同位移量的分界線；喇叭口高為垂直于煤層傾角的且通過煤燃燒與未燃燒分界處的分界線，用于表示上邊界線出現折線后的部分；位移矢量線有明顯的分層特征，層與層之間的分界線為分層剝離線。