[發明專利]基于連續曲形梁巖層結構的充填采煤地表變形預計方法有效
| 申請號： | 201510050411.6 | 申請日： | 2015-01-30 |
| 公開（公告）號： | CN104763464B | 公開（公告）日： | 2017-02-22 |
| 發明（設計）人： | 劉建功;趙家巍 | 申請（專利權）人： | 河北煤炭科學研究院 |
| 主分類號： | E21F15/00 | 分類號： | E21F15/00 |
| 代理公司： | 石家莊國為知識產權事務所13120 | 代理人： | 米文智 |
| 地址： | 054000 河*** | 國省代碼： | 河北;13 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 連續 曲形梁 巖層 結構 充填 采煤 地表 變形 預計 方法 | ||
1.一種基于曲形梁巖層結構的充填采煤地表變形預計方法，其特征在于包括如下步驟：
(1)利用鉆探和物探技術獲得詳細的采礦地質參數；
(2)在分析充填體和覆巖破壞機理的基礎上，建立充填采煤巖層連續曲形梁力學模型；
(3)推導出充填率與地表變形的數學關系；
(4)將采礦地質參數代入充填率與地表變形的數學表達式中，得到充填率與地表變形的量化關系，計算出一定充填率條件下地表變形的預計值。
2.根據權利要求1所述的基于曲形梁巖層結構的充填采煤地表變形預計方法，其特征在于步驟(1)中采礦地質參數包括煤層直至地表間每層巖層的組份、物理力學性質、構造以及與煤層的層位關系。
3.根據權利要求1所述的基于曲形梁巖層結構的充填采煤地表變形預計方法，其特征在于步驟(1)中所述物探技術通過三維地震勘探和鉆探技術采集和處理地質數據。
4.根據權利要求1所述的基于曲形梁巖層結構的充填采煤地表變形預計方法，其特征在于步驟(3)中所述充填率與地表變形的數學關系推斷過程如下：
(a)距離煤壁x處橫截面上直接頂的彎矩為：
式中，為上覆巖層施加到直接頂載荷，與煤層埋藏深度有關，其中，γ為容重，h為巖層厚度，i為上覆巖層，i＝1,2,3...；qc(t)為充填體支撐強度，是與充填材料和時間t有關的變量；
距離煤壁x處橫截面上直接頂的撓度為：
式中，M為煤層厚度；h0為初始充填高度；0≤x≤L0，L0為充填體壓實距離，與充填材料和采充工藝有關；E1、I1分別為直接頂的彈性模量、慣性矩。
(b)巖層間離層的判斷及計算：
式中，qi為上覆巖層施加給第i層巖層的載荷；
Ei、Ii分別為第i層巖層的彈性模量、慣性矩；
Si,i+1為第i、i+1巖層間的離層。
(c)地表最大下沉值W0為：
(d)地表最大傾斜值i0為：
(e)地表最大曲率值K0為：
(f)地表最大水平變形值ε0為：
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