[發(fā)明專利]淺埋近距離煤層群開采初次來壓支架支護阻力的確定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710100265.2
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN106919744B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃克軍;王蘇健;陳通;趙萌燁;耿耀強;張元振;曹新奇;李亮;黃欣
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西煤業(yè)化工技術(shù)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

1.淺埋近距離煤層群開采頂板初次來壓支架支護阻力的確定方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)建立淺埋近距離煤層群下煤層關(guān)鍵層固支梁力學(xué)模型，并推導(dǎo)出下煤層關(guān)鍵層受不均載荷作用下的初次破斷距計算公式：

下煤層關(guān)鍵層初次破斷距決定了B關(guān)鍵塊的長度；其中，h₁為下煤層關(guān)鍵層厚度，q₁為上煤層關(guān)鍵層鉸接部分對應(yīng)下煤層關(guān)鍵層所受載荷，q₂為上煤層關(guān)鍵層有一定壓實部分對應(yīng)下關(guān)鍵層所受載荷，R_T為巖石抗拉強度；

2)支架必須提供的支護阻力P由靜態(tài)支護阻力P_m和動態(tài)載荷F_D組成；

3)煤層群下煤層開采過程中，初次來壓時支架受到的平均壓力為未來壓時的1.3倍以上，則認定動載系數(shù)K_D為0.3以上，即頂板的動態(tài)載荷F_D為：

F_D＝K_D·P_m＝0.3P_m

則初次來壓支架的支護阻力為：P≥P_m+F_D＝1.3P_m。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淺埋近距離煤層群開采頂板初次來壓支架支護阻力的確定方法，其特征在于，按照各巖層或巖組對支架作用力空間位置從下向上的順序，支架靜態(tài)支護阻力P_m分別為下煤層直接頂重量、下煤層關(guān)鍵層垮落頂板載荷、上煤層關(guān)鍵層垮落頂板載荷以及靜態(tài)支護阻力；

其中，下煤層關(guān)鍵層初次破斷后形成了兩個關(guān)鍵塊：靠近工作面一側(cè)的B關(guān)鍵塊及靠近采空區(qū)一側(cè)的C關(guān)鍵塊，兩相鄰關(guān)鍵塊與兩側(cè)煤壁相互鉸接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的淺埋近距離煤層群開采頂板初次來壓支架支護阻力的確定方法，其特征在于，下煤層直接頂重量：

W＝L_kb∑hγ

上式中，L_K為支架頂梁長度，b為支架寬度，h為下煤層直接頂厚度，γ為下煤層直接頂容重。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的淺埋近距離煤層群開采頂板初次來壓支架支護阻力的確定方法，其特征在于，下煤層關(guān)鍵層垮落頂板載荷：

P_B＝P_GB+P_ZB

上式中，P_GB為B關(guān)鍵塊有效傳遞重量，P_ZB為上煤層直接頂有效載荷。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的淺埋近距離煤層群開采頂板初次來壓支架支護阻力的確定方法，其特征在于，上煤層關(guān)鍵層垮落頂板載荷：

P_F＝P_GF+P_ZF

上式中，P_GF為F關(guān)鍵塊有效傳遞重量，F(xiàn)關(guān)鍵塊為上煤層關(guān)鍵層破斷后，位于B關(guān)鍵塊上部的巖塊；P_ZF為上煤層關(guān)鍵層有效載荷。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的淺埋近距離煤層群開采頂板初次來壓支架支護阻力的確定方法，其特征在于，靜態(tài)支護阻力為：

P_m＝W+P_B+P_F

其中，P_m為支架的靜態(tài)支護阻力，W為下煤層直接頂載荷，P_B為下煤層關(guān)鍵層垮落頂板載荷，P_F為上煤層關(guān)鍵層垮落頂板載荷。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任意一項所述的淺埋近距離煤層群開采頂板初次來壓支架支護阻力的確定方法，其特征在于，

建立淺埋近距離煤層群下煤層關(guān)鍵層固支梁力學(xué)模型：

其中，M_A為A點的彎矩，q₁為上煤層關(guān)鍵層鉸接部分對應(yīng)下煤層關(guān)鍵層所受載荷，q₂為上煤層關(guān)鍵層壓實部分對應(yīng)下關(guān)鍵層所受載荷，L_q為受q₁作用的梁的長度，L_h為q₂作用的梁的長度，M_x為所求梁上任意一點的彎矩，x為任意一點距M點的水平距離。