[發(fā)明專(zhuān)利]一種條帶式采空區(qū)控制充填關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111245249.5
• 申請(qǐng)日: 2021-10-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113688462B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許剛剛;王曉東;楊建;朱世彬;武博強(qiáng);馮龍飛;李淵;王海
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/13
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/13;E21F15/00;G06F119/14
• 代理公司: 西安恒泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 國(guó)旭東

1.一種條帶式采空區(qū)控制充填關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟1、對(duì)條帶式采空區(qū)內(nèi)的遺留煤柱進(jìn)行煤巖體取樣，測(cè)試得到煤巖體的物理力學(xué)參數(shù)，所述物理力學(xué)參數(shù)包括煤的碎脹系數(shù)和堆積體休止角；

步驟2、根據(jù)測(cè)得的煤巖體的物理力學(xué)參數(shù)確定遺留煤柱最大剝離深度；

步驟3、根據(jù)遺留煤柱最大剝離深度確定遺留煤柱安全系數(shù)；

步驟4、根據(jù)遺留煤柱安全系數(shù)確定是否需要對(duì)采空區(qū)進(jìn)行充填治理，并確定充填治理方式和充填治理的控制充填參數(shù)，具體包括：

若遺留煤柱安全系數(shù)小于1，則選擇充填治理方式對(duì)采空區(qū)進(jìn)行充填治理；

所述充填治理方式包括不接頂充填、墩柱充填和保護(hù)遺留煤柱條帶充填，其中，不接頂充填的控制充填關(guān)鍵參數(shù)包括充填高度和不接頂充填體單軸抗壓強(qiáng)度；墩柱充填的控制充填關(guān)鍵參數(shù)包括墩柱充填體彈性模量和墩柱充填體單軸抗壓強(qiáng)度；保護(hù)遺留煤柱條帶充填的控制充填關(guān)鍵參數(shù)包括保護(hù)遺留煤柱條帶充填寬度、保護(hù)遺留煤柱條帶充填體彈性模量和保護(hù)遺留煤柱條帶充填體單軸抗壓強(qiáng)度。

2.如權(quán)利要求1所述的條帶式采空區(qū)控制充填關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，步驟2所述的遺留煤柱最大剝離深度通過(guò)下式確定：

其中，d_s為遺留煤柱最大剝離深度，單位為m；為堆積體休止角，單位為°；h為遺留煤柱高度，單位為m；k為煤的碎脹系數(shù)。

3.如權(quán)利要求1所述的條帶式采空區(qū)控制充填關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，步驟3所述的遺留煤柱安全系數(shù)通過(guò)下式確定：

其中，

式中，F(xiàn)s_s為遺留煤柱安全系數(shù)；σ_s為煤的單軸抗壓強(qiáng)度，單位為Pa；λ_s為遺留煤柱彈塑性接觸面?zhèn)葔合禂?shù)；γ為覆巖容重，單位為N/m³；H為開(kāi)采深度，單位為m；為遺留煤柱內(nèi)摩擦角，單位為°；a為遺留煤柱寬度，單位為m；b為遺留煤柱間距，單位為m；r_s為遺留煤柱的塑性區(qū)寬度，單位為m；G為與遺留煤柱內(nèi)摩擦角有關(guān)的系數(shù)，d_s為遺留煤柱最大剝離深度，單位為m，h為遺留煤柱高度，單位為m。

4.如權(quán)利要求1所述的條帶式采空區(qū)控制充填關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，對(duì)于不接頂充填：

充填高度通過(guò)以下公式確定：

不接頂充填體單軸抗壓強(qiáng)度通過(guò)以下公式確定：

其中，h_c1為充填高度，單位為m；σ_c1為不接頂充填體單軸抗壓強(qiáng)度，單位為Pa，d_s為遺留煤柱最大剝離深度，單位為m；為遺留煤柱內(nèi)摩擦角，單位為°；h為遺留煤柱高度，單位為m；σ_s為煤的單軸抗壓強(qiáng)度，單位為Pa；λ_s為遺留煤柱彈塑性接觸面?zhèn)葔合禂?shù)；γ為覆巖容重，單位為N/m³；H為開(kāi)采深度，單位為m；k為煤的碎脹系數(shù)；a為遺留煤柱寬度，單位為m；b為遺留煤柱間距，單位為m；r_s為遺留煤柱的塑性區(qū)寬度，單位為m；G為與遺留煤柱內(nèi)摩擦角有關(guān)的系數(shù)。