[發明專利]露天采坑治理完成后巷道穩定性的判斷方法

在審

• 申請號: 202110792440.5
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113553704A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 李鳳明;韓科明;藍航;白國良;桑盛;韓震;孫家愷
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團北京土地整治與生態修復科技研究院有限公司;中煤科工生態環境科技有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/02;G06F119/14
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 曲進華

本發明公開了一種露天采坑治理完成后巷道穩定性的判斷方法，所述露天采坑治理完成后巷道穩定性的判斷方法包括以下步驟：步驟1：獲取露天采坑回填前巷道頂板上方的覆巖的厚度H；步驟2：獲取巷道的極限承載高度H_b；步驟3：獲取露天采坑回填后回填體和礦坑蓄水對覆巖內的M點施加的附加重力應力G，獲取回填體和礦坑蓄水對M點施加的豎向附加應力σ_z，當σ_z與G的比值為預設值時，M點所對應的深度Z為回填體和礦坑蓄水對巷道的影響深度Ha；步驟4：當H≥H_a+H_b時，巷道與M點對應的位置穩定；當H＜H_a+H_b時，巷道與M點對應的位置失穩。本發明實施例的露天采坑治理完成后巷道穩定性的判斷方法具有方便判斷巷道是否失穩等優點。

技術領域

本發明涉及露天采坑回填技術領域，具體涉及一種露天采坑治理完成后巷道穩定性的判斷方法。

背景技術

巷道開挖和支護后，已經達到初始平衡狀態，在附加應力作用下，初始平衡狀態有可能被破壞，從而導致巷道失穩。露天采坑回填后，外部載荷會在其下方巖土體中產生附加應力，該附加應力是在外部載荷作用下產生的應力增量，例如，回填體載荷和水體載荷。其中，回填體載荷指回填在露天采坑內的(土體)回填體產生的載荷，露天采坑回填后會在露天采坑上方形成礦坑，水體載荷指礦坑內的礦坑蓄水所產生的載荷。上述附加應力將直接影響巷道的穩定性，如何判斷露天采坑治理完成后巷道的失穩位置對維持巷道穩定性至關重要。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的實施例提出一種露天采坑治理完成后巷道穩定性的判斷方法，以對露天采坑回填后巷道的穩定性進行判斷。

根據本發明實施例的露天采坑治理完成后巷道穩定性的判斷方法包括以下步驟：

步驟1：獲取露天采坑回填前巷道頂板上方的覆巖的厚度H；

步驟2：獲取所述巷道的極限承載高度H_b；

步驟3：獲取所述露天采坑回填后回填體和礦坑蓄水對所述覆巖內的M點施加的附加重力應力G，獲取所述回填體和所述礦坑蓄水對所述M點施加的豎向附加應力σ_z，當所述σ_z與所述G的比值為預設值時，所述M點所對應的深度Z為所述回填體和所述礦坑蓄水對所述巷道的影響深度Ha，所述步驟1、所述步驟2和所述步驟3沒有先后順序；和

步驟4：當H≥H_a+H_b時，所述巷道與所述M點對應的位置穩定；當H＜H_a+H_b時，所述巷道與所述M點對應的位置失穩。

本發明實施例的露天采坑治理完成后巷道穩定性的判斷方法具有方便判斷巷道是否失穩等優點。

在一些實施例中，在所述步驟3中，將所述覆巖簡化為彈性體，將所述回填體和所述礦坑蓄水中的每一者施加給所述覆巖的豎向力簡化為集中力F，得到所述集中力F對所述M點施加的豎向附加應力σ_z：

其中，r為所述M點與所述集中力F的作用點的水平距離，z為所述M點的深度。

在一些實施例中，在所述步驟3中，將所述回填體施加給所述覆巖的回填體載荷簡化為沿第一矩形平面均勻布置的均布載荷P，得到所述回填體對所述M點施加的第一豎向附加應力σ_z1：

其中，l為所述第一矩形平面的長邊長度，b為所述第一矩形平面的短邊長度。