[發明專利]一種采動地裂縫預測方法有效
| 申請號： | 202110269525.5 | 申請日： | 2021-03-12 |
| 公開（公告）號： | CN113006869B | 公開（公告）日： | 2023-07-25 |
| 發明（設計）人： | 楊俊哲;郭洋楠;潘金;楊英明 | 申請（專利權）人： | 神華神東煤炭集團有限責任公司 |
| 主分類號： | E21F17/00 | 分類號： | E21F17/00 |
| 代理公司： | 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012 | 代理人： | 耿蕾 |
| 地址： | 719315 陜西省榆林*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 裂縫 預測 方法 | ||
1.一種采動地裂縫預測方法，其特征在于，包括：
獲取開采地區巖層產狀尺度信息和巖土介質特性，得出開采地區的原巖初始結構，所述原巖初始結構包括所述巖層產狀尺度信息和所述巖土介質特性；
確定開采地區的開采因素；
根據開采地區的原巖初始結構和開采因素分析開采擾動對松散層的影響，確定每次來壓時松散層拱承載結構跨度和松散層拱承載結構拱高；
根據所獲得的松散層拱承載結構跨度和松散層拱承載結構拱高，確定松散層拱梁結構上邊界最大拉應力；
根據松散層極限抗拉強度與松散層拱梁結構上邊界最大拉應力，對松散層拱梁結構穩定性進行判定，若拱梁結構失穩破裂，則判斷地表首條裂縫形成；
其中，所述巖土介質特性包括松散層容重γ、松散層內摩擦角松散層內聚力C、松散層砂土密度ρ，所述開采因素包括煤層工作面基巖層破斷角α、推進距離L、初次來壓步距Lf、周期來壓步距Lp，來壓次數n，其中，L＝Lf+(n-1)Lp，所述松散層拱承載結構跨度ln為：
ln＝Lf+(n-1)Lp-2∑M·cotα，式中，∑M為基巖層厚度，α為基巖層破斷角；
所述松散層拱承載結構拱高hn為：
其中，hn+Hn＝∑H；
式中，Hn為工作面來壓時松散層拱上覆填土層厚度，∑H為松散層厚度；
所述松散層拱梁結構上邊界最大拉應力為：
2.根據權利要求1所述的采動地裂縫預測方法，其特征在于，所述巖層產狀尺度包括巖土層的厚度和埋深。
3.根據權利要求1所述的采動地裂縫預測方法，其特征在于，所述巖土介質特性還包括：松散層極限抗拉強度。
4.根據權利要求1所述的采動地裂縫預測方法，其特征在于，所述根據松散層極限抗拉強度與松散層拱梁結構上邊界最大拉應力，對松散層拱梁結構穩定性進行判定，具體包括：
若松散層拱梁結構上邊界最大拉應力松散層極限抗拉強度[σ]，則拱梁結構穩定；
若松散層拱梁結構上邊界最大拉應力≥松散層極限抗拉強度[σ]，則拱梁結構失穩破斷。
5.根據權利要求1至4任一項所述的采動地裂縫預測方法，其特征在于，還包括：若判斷地表首條裂縫形成，則判斷隨著工作面的推進，薄基巖老頂出現周期性破斷，形成臺階巖梁結構，同時煤壁上方地表砂土受拉周期性產生豎直向下貫通裂縫。
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