[發明專利]一種充填協同垮落式綜采面過渡區域局部強礦壓控制方法

有效

• 申請號: 201811323679.2
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109214135B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 殷偉;沈慧;尹祥鳳;邵曉軍;胡宇翔
• 申請（專利權）人: 淮陰工學院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所 32223
• 代理人: 謝觀素

1.一種充填協同垮落式綜采面過渡區域局部強礦壓控制方法，其特征在于包括以下步驟：

1）根據充填協同垮落式綜采面充填目的確定具體充填方案，通過實驗獲取不同充填狀態下固體充填物料密度參數；

2）根據礦井產能設計充填協同垮落式綜采面產量T₁，計算充填協同垮落式綜采面長度L_總；

3）根據固體充填物料設計充填量T₂，計算充填段長度L_充及垮落段長度L_垮；

4）進行充填協同垮落式綜采區域煤巖層力學特性參數測試，獲取煤巖體物理力學參數，采用FLAC^3D數值模擬軟件構建充填協同垮落式綜采面礦壓顯現計算模型；

5）基于First Optimization多元回歸分析，得到充實率η與充垮比V因素與充填協同垮落式綜采面過渡區域高應力影響范圍S以及高應力影響范圍S內平均應力集中系數K的關系表達式；

6）最后結合實際工程質參數，計算出充填協同垮落式綜采面過渡區域高應力影響區域范圍S₁以及覆巖平均應力集中系數K₁，最終確定過渡區域局部加強支架數量N和加強支護強度P_過。

2.如權利要求1所述的一種充填協同垮落式綜采面過渡區域局部強礦壓控制方法，其特征在于：所述步驟1）中，

a．根據充填協同垮落式綜采面消耗固體廢棄物或控制巖層移動的充填目的確定充填方案，相應選擇自然落料充填或密實充填方案；

b．自然落料時固體充填物料密度為松散視密度ρ₁，通過密度試驗測試獲取；密實充填時固體充填物料壓實密度為ρ₂，通過矸石壓實實驗測試獲取。

3.如權利要求1所述的一種充填協同垮落式綜采面過渡區域局部強礦壓控制方法，其特征在于：所述步驟2）中，根據礦井產能需求，設計充填協同垮落式綜采面產量T₁，結合充填協同垮落式綜采面相關工程參數，由下式計算充填協同垮落式綜采面長度L_總：

式中：L_推 ——充填協同垮落式綜采面走向推進長度；

M ——充填協同垮落式綜采面平均采高；

ρ_煤 ——煤密度。

4.如權利要求1所述的一種充填協同垮落式綜采面過渡區域局部強礦壓控制方法，其特征在于：所述步驟3）中，根據充填協同垮落式綜采面固體充填物料設計充填量T₂，結合充填方案測試固體充填物料密度ρ，計算充填段長度L_充及垮落段長度L_垮，不同充填方案狀態下充填段長度L_充分別按以下公式計算：

a、自然落料充填時：

式中，H₁——固體充填物料自然落料堆積高度；

H₂——底卸式刮板輸送機卸料孔下端距頂板距離；

ρ₁——固體充填物料松散視密度；

b、密實充填時：

式中，H₃——充填材料未接頂高度；

H₄——頂板提前下沉量；

ρ₂——密實充填時固體充填物料壓實密度；

垮落段長度L_垮為充填協同垮落式綜采面總長度L_總與充填段長度L_充之差：

。

5.如權利要求1所述的一種充填協同垮落式綜采面過渡區域局部強礦壓控制方法，其特征在于：所述步驟4）中，進行充填協同垮落式綜采區域煤巖層力學特性參數測試，獲取煤巖體物理力學參數，結合充填協同垮落式綜采面幾何參數，通過FLAC^3D三維數值模擬軟件，構建充填協同垮落式綜采面礦壓顯現數值分析模型。