[發(fā)明專利]一種破碎頂板冒落區(qū)注漿充填相似模擬方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410036384.2
• 申請(qǐng)日: 2014-01-26
• 公開（公告）號(hào): CN103758538A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江寧;張新國;郭惟嘉;陳紹杰;常西坤;張士川;張保良;陳軍濤;李楊楊;孫熙震;王海龍;趙金海;路暢;畢成;尚曉龍;張濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類號(hào): E21D11/10
• 分類號(hào): E21D11/10
• 代理公司: 濟(jì)南舜源專利事務(wù)所有限公司 37205
• 代理人: 王連君

1.一種破碎頂板冒落區(qū)注漿充填相似模擬方法，其特征在于：包括以下步驟：

a.首先確定相似模擬試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膸缀蜗嗨票龋黄浯危鶕?jù)幾何相似比及鋪設(shè)方案鋪設(shè)煤層底板及煤層；確定直接頂立方體邊長a和層數(shù)n，進(jìn)行直接頂?shù)匿佋O(shè)；最后，在立方體巖層上方鋪設(shè)相似模擬材料，并在相應(yīng)位置預(yù)留出注漿充填巷道和注漿鉆孔；

b.開切眼、安設(shè)工作面模擬支架；

c.以一定時(shí)間間隔開采煤層，每次推進(jìn)規(guī)定步距；

d.當(dāng)工作面未充填冒落區(qū)寬度達(dá)到工作面充填支管在采空區(qū)長度時(shí)，通過工作面充填支管對(duì)冒落區(qū)進(jìn)行注漿充填，直至達(dá)到預(yù)計(jì)注漿充填量后，停止注漿工作，并重復(fù)一次步驟c；當(dāng)工作面未充填冒落區(qū)寬度未達(dá)到工作面充填支管在采空區(qū)長度時(shí)，同樣重復(fù)一次步驟c；

e.重復(fù)步驟d，直至工作面累計(jì)推進(jìn)距離達(dá)到工作面初次來壓步距，通過注漿充填巷第一個(gè)注漿充填鉆孔對(duì)冒落區(qū)進(jìn)行二次充填，直至達(dá)到預(yù)計(jì)注漿充填量后，停止注漿工作；

f.重復(fù)步驟d，當(dāng)工作面進(jìn)入周期來壓階段時(shí)，通過工作面后方c/2+b-1米處的注漿鉆孔對(duì)冒落區(qū)進(jìn)行二次充填，直至達(dá)到預(yù)計(jì)注漿充填量后，停止注漿工作；上述b為周期來壓階段巖梁相對(duì)穩(wěn)定步距，上述c為周期來壓步距；

g.重復(fù)步驟f，直至工作面回采完畢；

h.充填回采過程中應(yīng)采集相關(guān)信息，其包括應(yīng)力、位移和充填量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種破碎頂板冒落區(qū)注漿充填相似模擬方法，其特征在于：所述步驟a中，立方體邊長a和層數(shù)n的確定包括：

（1）確定相似模擬試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膸缀蜗嗨票菴，根據(jù)所模擬礦井的地質(zhì)資料-煤層柱狀圖，明確直接頂厚度m_z，煤層厚度m；

（2）對(duì)破碎頂板冒落之后的碎脹系數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，確定碎脹系數(shù)K；則模型中對(duì)應(yīng)的直接頂厚度為m_z·C，煤層厚度為m·C，此時(shí)煤層厚度m·C等于破碎頂板自由冒落高度；

（3）根據(jù)破碎頂板自由冒落高度m·C、碎脹系數(shù)K及不同邊長立方體碎脹系數(shù)和自由冒落高度對(duì)應(yīng)曲線，確定滿足要求的立方體邊長a；

（4）根據(jù)步驟（2）中所述的直接頂厚度m_z·C和步驟（3）所述的立方體邊長a確定所需鋪設(shè)立方體層數(shù)n；

（5）按照試驗(yàn)方案進(jìn)行模型鋪設(shè)，在鋪設(shè)的煤層上方均勻鋪上云母粉，在云母粉上方均勻鋪設(shè)單元立方體并使相鄰立方體緊密接觸，直至鋪設(shè)至設(shè)計(jì)層數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種破碎頂板冒落區(qū)注漿充填相似模擬方法，其特征在于：所述步驟c中時(shí)間間隔根據(jù)時(shí)間相似比來確定。