[發明專利]露天礦端幫巖體的防突水設計方法、裝置及電子設備

在審

• 申請號: 202110003001.1
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112861311A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 李超;趙錦生;王輝
• 申請（專利權）人: 國家能源集團國源電力有限公司;國網能源哈密煤電有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;E21C41/28;G06F119/14
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 王思超

1.一種露天礦端幫巖體的防突水設計方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取端幫巖體各巖層的空間信息，各巖層的巖土物理力學信息和通過鉆孔得到的地下水位信息；

根據所述空間信息、巖土物理力學信息和地下水位信息，通過預設的隔水煤柱計算方法，得到預設安全系數下所述巖層的隔水煤柱厚度，進而得到所述巖層的突水角；同時，通過預設的極限平衡方法，得到所述端幫巖體的下邊坡安全系數，進而得到與所述下邊坡安全系數對應的邊坡角；

將所述邊坡角與所述巖層的突水角進行比較，根據比較結果確定所述端幫巖體的設定邊坡角。

2.根據權利要求1所述的露天礦端幫巖體的防突水設計方法，其特征在于，所述通過預設的隔水煤柱計算方法，得到預設安全系數下所述巖層的隔水煤柱厚度，進而得到所述巖層的突水角，包括：

根據由所述地下水位信息得到的水頭壓力、所述空間信息中的煤巖層厚度、所述巖土物理力學信息中的煤巖層的抗拉強度、以及所述巖層預設的安全系數，通過預設的隔水煤柱計算方法，得到所述巖層的隔水煤柱的厚度；

根據所述地下水位信息中的水面位置信息、空間信息中的巖層深度信息和所述隔水煤柱的厚度，得到所述巖層的突水角。

3.根據權利要求2所述的露天礦端幫巖體的防突水設計方法，其特征在于，所述根據由所述地下水位信息得到的水頭壓力，所述空間信息中的煤巖層厚度，所述巖土物理力學信息中的煤巖層的抗拉強度，通過預設的隔水煤柱計算方法，得到所述巖層的隔水煤柱的厚度，包括：

通過如下公式得到所述巖層的隔水煤柱的厚度L：

其中，P為所述水頭壓力，K為所述巖層預設的安全系數，M為所述煤巖層厚度，K_p為所述煤巖層的抗拉強度。

4.根據權利要求3所述的露天礦端幫巖體的防突水設計方法，其特征在于，所述根據由所述地下水位信息得到的水頭壓力，所述空間信息中的煤巖層厚度，所述巖土物理力學信息中的煤巖層的抗拉強度，通過預設的隔水煤柱計算方法，得到所述巖層的隔水煤柱的厚度，包括：

若所述隔水煤柱的厚度小于預設的厚度閾值，則將所述厚度閾值設為所述隔水煤柱的厚度。

5.根據權利要求1所述的露天礦端幫巖體的防突水設計方法，其特征在于，所述通過預設的極限平衡方法，得到所述端幫巖體的下邊坡安全系數，進而得到與所述下邊坡安全系數對應的邊坡角，包括：

根據由所述地下水位信息得到的沿滲流方向的水力梯度、所述巖土物理力學信息中的巖石也隙率、以及所述端幫巖體的抗滑力和滑動力，通過預設的極限平衡方法，得到所述端幫巖體在有水影響下的下邊坡安全系數；

根據預設的下邊坡安全系數與邊坡角的對應關系，得到與所述有水影響下的下邊坡安全系數對應的邊坡角。

6.根據權利要求5所述的露天礦端幫巖體的防突水設計方法，其特征在于，所述根據由所述地下水位信息得到的沿滲流方向的水力梯度、所述巖土物理力學信息中的巖石孔隙率、以及所述端幫巖體的抗滑力和滑動力，通過預設的極限平衡方法，得到所述端幫巖體在有水影響下的下邊坡安全系數，包括：

通過如下公共得到所述端幫巖體在有水影響下的下邊坡安全系數K′_有水：

f_動水壓＝r_w×i×(1-n)

其中，W_抗滑力為所述端幫巖體的抗滑力，F_滑動力為所述端幫巖體的滑動力，f_動水壓為單位動力壓力，r_w為水的容重，i為所述沿滲流方向的水力梯度，n為所述巖石孔隙率。

7.根據權利要求1-6任一所述的露天礦端幫巖體的防突水設計方法，其特征在于，所述將所述邊坡角與所述巖層的突水角進行比較，根據比較結果確定所述端幫巖體的設定邊坡角，包括：

若所述邊坡角小于等于所述巖層的突水角，則將所述邊坡角確定為所述端幫巖體的設定邊坡角；

而若所述邊坡角大于所述巖層的突水角，則將所述突水角確定為所述端幫巖體的設定邊坡角。