[發明專利]一種綜合預測煤層巷道冒頂高度及隱患分級的方法

有效

• 申請號: 201811285772.9
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109446659B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 馮吉成;趙志強;石建軍;高旭;馬海燕
• 申請（專利權）人: 華北科技學院;中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/13;G06F119/14
• 代理公司: 北京邦創至誠知識產權代理事務所(普通合伙) 11717
• 代理人: 張希宇

本發明提供了一種綜合預測煤層巷道冒頂高度和隱患分級的方法，其特征在于，包括：步驟一，將巷道冒頂類型i分為四種：裂隙圍巖體巷道頂板局部塊體冒頂、蝶形塑性區碎裂圍巖體巷道頂板冒頂、弱粘結層狀圍巖體巷道復合頂板冒頂和松散圍巖體巷道頂板冒頂；步驟二，針對每種冒頂類型建立數學模型，分別計算在礦井頂板上第k個坐標點的上述四種冒頂類型的冒頂高度隱患值Hsubgt;i/subgt;；步驟三，根據每種冒頂發生的經驗概率，獲得每種冒頂發生概率的加權平均系數，根據所述四種冒頂類型的冒頂高度隱患值Hsubgt;i/subgt;和每種冒頂發生概率的加權平均系數，獲得冒頂高度的綜合預測值Hsubgt;k/subgt;。以解決現有技術中存在的巷道頂板巖層結構復雜冒頂高度和隱患分級難以綜合確定的技術問題。

技術領域

本發明涉及巷道冒頂技術領域，尤其是涉及綜合預測煤層巷道冒頂高度及隱患分級的方法。

背景技術

能源是我國國民經濟和社會發展的基礎，目前我國主要能源之一依然是煤炭，在所有一次能源生產和消費結構中煤炭所占比值分別為76％和69％，因此，煤炭在相當長的時期內仍將是我國的主要能源。

我國煤礦主要為井工開采，礦山頂板災害威脅嚴重。礦山頂板災害的研究涉及地質、力學、采礦、數學、計算機等學科的綜合交叉性課題，礦山頂板災害發生時一般沒有明顯的征兆，它具有突發性、瞬時性和隱蔽性的特征，一旦發生破壞性巨大，應及時發現及時預防。頂板災害主要是采掘活動期間，頂板巖體在變形破壞過程中應力場和位移場轉移、積累和釋放的力學過程，是其外部巖體環境、內部巖性結構、地質構造及其物理力學性質的綜合反映，具有明顯的時空演化特征，因此，礦山頂板災害與巖體環境有著密切的聯系。

隨著巷道錨桿支護技術在我國的逐步推廣，錨桿支護巷道應用越來越廣泛，相應的錨桿支護設計和支護理論的應用也逐漸從準備巷道、實體巷道、小斷面巷道和簡單條件巷道等發展到回采巷道、沿空巷道、大斷面巷道(開切眼)和各種復雜條件的巷道，不同的巷道錨桿支護參數設計方法也隨之出現，有的則需要經過繁雜的計算并獲得較多的參數才能夠給出設計，有的則必須準確掌握礦井工程地質條件，然而井下地質條件復雜，煤礦技術人員為了節約時間和成本，更多的是采用工程類比的方法對巷道進行支護設計，在同一巷道、同一采區的不同巷道甚至整個礦井煤層巷道都采用同一種巷道支護形式與支護參數，對于圍巖穩定性好的巷道存在支護強度過剩、浪費支護材料的問題，對于圍巖穩定性差的巷道存在冒頂的隱患。因此，只有高度重視圍巖穩定性分類或是直接頂穩定性分類的重要性，才能從根本上解決一個問題，將巷道冒頂事故降到最低。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發明的總體背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明的目的在于提供一種綜合預測煤層巷道冒頂高度及隱患分級的方法，以解決現有技術中存在的巷道頂板巖層結構復雜冒頂高度和隱患分級難以綜合確定的技術問題。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種綜合預測煤層巷道冒頂高度和隱患分級的方法，包括：

步驟一，將巷道冒頂類型i分為四種：裂隙圍巖體巷道頂板局部塊體冒頂、蝶形塑性區碎裂圍巖體巷道頂板冒頂、弱粘結層狀圍巖體巷道復合頂板冒頂和松散圍巖體巷道頂板冒頂；

步驟二，針對每種冒頂類型建立數學模型，分別計算在礦井頂板上第k個坐標點的上述四種冒頂類型的冒頂高度隱患值H_i；

步驟三，根據每種冒頂發生的經驗概率，獲得每種冒頂發生概率的加權平均系數，根據所述四種冒頂類型的冒頂高度隱患值H_i和每種冒頂發生概率的加權平均系數，獲得冒頂高度的綜合預測值H_k；

其中，i＝1，2，3，4；k＝1，2，……，n。