[發(fā)明專利]一種切眼外錯布置條件下頂板見方垮落步距的計算方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110143766.5
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112906208A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郝曉琦;竇林名;張寅;韓剛;解嘉豪;曹京龍;靳俊曉;張翔;劉洋;王翰秋;李超;王淵;李俊營
• 申請（專利權(quán)）人: 中煤能源研究院有限責任公司;中國礦業(yè)大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;E21C41/18;G06F119/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

1.一種切眼外錯布置條件下頂板見方垮落步距的計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、明確相鄰工作面開切眼交錯布置，且區(qū)段煤柱為小煤柱，無法隔絕采動的影響作用；

步驟二、通過公式一確定工作面上方堅硬巖層的破斷步距l(xiāng)_m；

步驟三、確定老頂?shù)膩韷翰骄鄉(xiāng)_d；

當l_m＞l_d時，也即在老頂發(fā)生破斷前，工作面上方關(guān)鍵層尚未發(fā)生初次破斷，則工作面回采期間存在頂板見方垮落影響；

步驟四、求取工作面切眼外錯布置時頂板的垮落步距x₁。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種切眼外錯布置條件下頂板見方垮落步距的計算方法，其特征在于，步驟二中，通過公式一確定工作面上方堅硬巖層的破斷步距l(xiāng)_m；

式中：h表示堅硬頂板巖層的厚度，單位m；，μ表示巖石的泊松比；σ_s為堅硬頂板巖層抗拉強度，MPa；q為堅硬頂板巖層自重及其上覆載荷，Pa。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種切眼外錯布置條件下頂板見方垮落步距的計算方法，其特征在于，步驟三中，根據(jù)式二確定老頂?shù)膩韷翰骄鄉(xiāng)_d；

式中：h表示老頂巖層的厚度，單位m；，R_T表示巖石的抗拉強度；q為老頂巖層自重及其上覆載荷，Pa。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種切眼外錯布置條件下頂板見方垮落步距的計算方法，其特征在于，步驟四中，確定工作面外錯布置時頂板的垮落步距x₁包括如下步驟：

401、在切眼外錯工作面回采初期，由于超出相鄰采空區(qū)的區(qū)域為四邊固支的實體煤，通過公式三計算確定外錯工作面的步距x₁的大小；

當隨著工作面的不斷推進，當工作面端頭與采空區(qū)平齊時，工作面為兩側(cè)采空，兩側(cè)實體煤的狀態(tài)，通過公式四計算確定步距x₁的大小；

所述公式三中，c為工作面的長度，x_m為工作面堅硬頂板的步距準數(shù)；

402、根據(jù)最后所求得x₁與x₂的大小，即可得公式五L＝x₁+x₂，x₂為兩工作面外錯的距離。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種切眼外錯布置條件下頂板見方垮落步距的計算方法，其特征在于，公式三與公式四均由公式六與公式一計算獲取的；

式中M_a為四邊固支的頂板處于懸臂狀態(tài)下，當四固支邊形成負彎矩時，其中的最大彎矩值；μ為巖石的泊松比；w₁為采空區(qū)的幾何形狀系數(shù)；σ_s為老頂巖層的抗拉強度；h為老頂巖層厚度；l_m＝x_m/c；c為工作面長度。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種切眼外錯布置條件下頂板見方垮落步距的計算方法，其特征在于，在滿足關(guān)鍵層的垮落步距遠大于老頂?shù)钠茢嗑啵ぷ髅娲嬖陧敯逡姺降目赡苄裕煌瑫r當工作面處于不同的推進狀態(tài)下，其受力的狀態(tài)也是不同的，所采取求解的方式也不相同。