[發(fā)明專利]基于滑落失穩(wěn)的復(fù)合殘采區(qū)上行開采可行性定量判定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710790005.2
• 申請(qǐng)日: 2017-09-05
• 公開（公告）號(hào): CN107657084B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張玉江;馮國瑞;郭軍;杜獻(xiàn)杰;白錦文;杜云樓;錢瑞鵬;康立勛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 太原晉科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳;趙江艷

1.基于滑落失穩(wěn)的復(fù)合殘采區(qū)上行開采可行性定量判定方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、根據(jù)礦井地質(zhì)資料和開采資料，通過下煤層采高及其與上部殘煤之間的層間距關(guān)系初步判斷上部殘煤位置，若上部殘煤位置位于下煤層開采的冒落帶之上則進(jìn)行步驟S2，否則直接判定為不可開采；

S2、通過鉆探的方法，得到殘煤開采區(qū)域的巖層組成、巖層結(jié)構(gòu)及巖層物理力學(xué)參數(shù)情況；

S3、根據(jù)殘采區(qū)原下部煤層開采工作面的礦壓觀測(cè)資料和巖層組成、巖層結(jié)構(gòu)及第i巖層的厚度h_i、容重γ_i、彈性模量E_i，利用組合梁理論和層間巖層控制層的判定公式，判定控制巖層的位置，該控制巖層可以形成底板巖層結(jié)構(gòu)；

S4、計(jì)算控制巖層破斷距l(xiāng)_k，即待采殘煤底板砌體梁巖層結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度；計(jì)算支承壓力在經(jīng)過傳播衰減之后作用于底板砌體梁巖層結(jié)構(gòu)上的擾動(dòng)載荷q_a的大??；

S5、對(duì)擾動(dòng)載荷作用下，復(fù)合殘采區(qū)各底板砌體梁巖層結(jié)構(gòu)是否發(fā)生滑落失穩(wěn)進(jìn)行判定分析，判定條件為：

式中，表示巖層的實(shí)際摩擦系數(shù)，η_e表示綜合環(huán)境影響因子，取值通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)獲得；df表示載荷系數(shù)，df＝q_a/q_k，q_k表示原作用于底板砌體梁巖層結(jié)構(gòu)上的載荷；j表示擾動(dòng)載荷的分布系數(shù)，j＝b/l_k，b表示擾動(dòng)載荷的長(zhǎng)度；i表示塊體的塊度，i＝h_k/l_k，h_k表示待采殘煤底板砌體梁巖層結(jié)構(gòu)的厚度；θ₁、θ₂分別表示砌體梁結(jié)構(gòu)塊體的回轉(zhuǎn)角度；

若任一控制巖層形成的底板砌體梁巖層結(jié)構(gòu)滿足上述判定條件，則判定該底板砌體梁巖層結(jié)構(gòu)不發(fā)生滑落失穩(wěn)，可以進(jìn)行開采，若所有控制巖層均不滿足上述條件，則判定所有底板砌體梁巖層結(jié)構(gòu)發(fā)生滑落失穩(wěn)，不能進(jìn)行開采。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于滑落失穩(wěn)的復(fù)合殘采區(qū)上行開采可行性定量判定方法，其特征在于，所述步驟S4中，控制巖層破斷距l(xiāng)_k的計(jì)算公式為：

上式中，h_k表示控制巖層厚度，R_Tk表示控制巖層抗拉強(qiáng)度，q_k表示原作用于底板砌體梁巖層結(jié)構(gòu)上的載荷；

作用于控制巖層所成底板砌體梁巖層結(jié)構(gòu)上的擾動(dòng)載荷的大小q_a的計(jì)算公式為：

上式中，γ表示上覆巖層的容重，H表示上覆巖層的厚度，x₀表示待采殘煤工作面支承壓力的寬度、l₀表示支承壓力的長(zhǎng)度、k_i表示載荷集中系數(shù)，z表示控制巖層的深度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于滑落失穩(wěn)的復(fù)合殘采區(qū)上行開采可行性定量判定方法，其特征在于，所述步驟S3中，確定形成底板砌體梁巖層結(jié)構(gòu)的巖層的位置的公式為：

式中，m表示巖層標(biāo)號(hào)，從下往上，巖層編號(hào)依次增加，若滿足上式，則該巖層是控制巖層，可以形成底板砌體梁巖層結(jié)構(gòu)，若不滿足，則該巖層不是控制巖層，不能形成底板砌體梁巖層結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于滑落失穩(wěn)的復(fù)合殘采區(qū)上行開采可行性定量判定方法，其特征在于，所述步驟S5中，對(duì)擾動(dòng)載荷作用下，復(fù)合殘采區(qū)各底板砌體梁巖層結(jié)構(gòu)是否發(fā)生滑落失穩(wěn)進(jìn)行判定分析的判定條件為：