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专利号: 2019102940118
申请人: 宿州学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种残余离层的识别与灾害防治方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:根据覆岩岩性及其组合特征,基于“组合梁”原理,确定覆岩中所有离层的位置;

S2:识别灾害性离层;

S3:计算灾害性离层的最大离层量、最大残余离层量;

S4:确定最大残余离层的位置;

S5:对残余离层灾害进行防治。

2.根据权利要求1所述的一种残余离层的识别与灾害防治方法,其特征在于,所述步骤S1中,覆岩由m层岩层组成,由下而上依次编号为1,2,…,m,根据“组合梁”原理,推导出在第n层岩层与第n+1层岩层之间产生离层的判别式为:式中:n—某一岩层组合中的岩层数,其中,n<m;

Ej—该岩层组合中第j层岩层的弹性模量/Mpa,j=1,2,…,n;

γj—该岩层组合中第j层岩层的密度/t.m-3,j=1,2,…,n;

Mj—该岩层组合中第j层岩层的厚度/m,j=1,2,…,n。

3.根据权利要求1所述的一种残余离层的识别与灾害防治方法,其特征在于,所述步骤S2中通过岩石力学数值模拟得到最大冒落带高度和最大导水裂隙带高度,离层距煤层顶板的高度大于最大导水裂隙带高度,且离层发育在弯曲带下部,与导水裂隙带之间尚未沟通,则为灾害性离层,否则,不是灾害性离层。

4.根据权利要求1所述的一种残余离层的识别与灾害防治方法,其特征在于,所述步骤S3中最大残余离层量为最大离层量的1/3。

5.根据权利要求4所述的一种残余离层的识别与灾害防治方法,其特征在于,其中,最大残余离层量:式中:△hi—最大离层量;

M—煤层采高/m;

—第i关键层以下各岩层的综合碎胀系数;

Hi—第i关键层距煤层的高度/m;

li—第i关键层(固支梁)的半长/m;

qi—上部岩层施加于第i关键层的均布荷载/Mpa;

Ei—第i关键层岩石的弹性模量/Mpa;

bi—第i关键层的宽度/m;

Hi0—第i关键层的厚度/m。

6.根据权利要求5所述的一种残余离层的识别与灾害防治方法,其特征在于,最大残余离层量距离采空区中央的距离x为:式中:L—工作面倾斜长度/m;

Hi—关键层离工作面的距离/m;

δ—开采影响范围角/°。

7.根据权利要求1所述的一种残余离层的识别与灾害防治方法,其特征在于,所述步骤S5包括以下步骤:S51:确定最大残余离层的位置后,确定残余离层水或/和残余离层气排放钻孔,并以钻至最大残余离层空间为靶区,设计钻孔的仰角、孔深及终孔靶点位置;

S52:在工作面开采之前于机巷和风巷施工好钻窝,并且自开切眼向收作端依次编号;

S53:在初次来压前,于第一个钻窝向最大残余离层空间施工排放孔;初次来压结束后,在第一周期来压前于第二个钻窝向最大残余离层空间施工排放孔,此次周期来压结束后,再在第二周期来压前于第三个钻窝向最大残余离层空间施工排放孔,依次进行,直至工作面采毕收作。

8.根据权利要求7所述的一种残余离层的识别与灾害防治方法,其特征在于,所述步骤S52中的钻窝步距为工作面开采初次来压步距及周期来压步距。