1.一种基于改进断裂力学模型的煤层底板破坏带深度确定方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、构建煤层底板破坏带深度试验模型,其中,保持采深、工作面斜长、顶底板岩性、采高和边界条件不变,改变煤层倾角的值,获得对应的煤层底板破坏带深度值;
步骤2、根据所获的每组煤层倾角和其对应煤层底板破坏带深度,采用最小二乘法拟合出煤层倾角和煤层底板破坏带深度之间的函数关系;
步骤3、将断裂力学模型与煤层倾角和煤层底板破坏带深度之间的函数关系相结合,获得改进后的基于断裂力学的底板破坏带深度模型;
步骤4、根据获得的改进后的基于断裂力学的底板破坏带深度模型,将实际工程中的煤层倾角、底板埋深、工作面斜长、底板岩体平均容重和底板岩体的抗压强度代入上述模型,获得目标煤层的底板破坏带深度。
2.根据权利要求1所述的基于改进断裂力学模型的煤层底板破坏带深度确定方法,其特征在于,步骤1所述的煤层倾角变化范围为0°~30°。
3.根据权利要求1所述的基于改进断裂力学模型的煤层底板破坏带深度确定方法,其特征在于,步骤1所述的构建煤层底板破坏带深度试验模型,采用UDEC数值模拟软件。
4.根据权利要求1所述的基于改进断裂力学模型的煤层底板破坏带深度确定方法,其特征在于,步骤2所述的煤层倾角和煤层底板破坏带深度之间的函数关系,公式如下:
3 2
h=aα+bα+cα+d (1)
其中,h表示煤层底板破坏带深度,m;α表示煤层倾角,a、b、c、d均表示待定系数。
5.根据权利要求1所述的基于改进断裂力学模型的煤层底板破坏带深度确定方法,其特征在于,步骤3所述的将断裂力学模型与煤层倾角和煤层底板破坏带深度之间的函数关系相结合,根据相似原理,具体如下:其中,h表示煤层底板破坏带深度,m;H表示底板埋深,m;L表示工作面斜长,m;γ表3
示底板岩体平均容重,MN/m;Rc表示底板岩体的抗压强度,Mpa;α表示煤层倾角;
3 2
根据相似原理,公式(2)中等号左边h和等号右边aα+bα+cα+d均考虑煤层倾角,公式(2)中等号左边断裂力学模型 和等号右边d均不考虑煤层倾角,即α=
0°;
整理公式(2)获得基于断裂力学的底板破坏带深度模型: