利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2020107379743
申请人: 东华理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-30
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种基于地质力学的覆岩导水裂缝带高度预计方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1:搜集矿井覆岩柱状和各岩层的物理力学参数;物理力学参数包括层状岩层厚度h,开采高度M,岩石的单轴抗压强度σc,岩石的单轴抗拉强度σt;

步骤2:判别岩层是否出现裂缝,判别公式为:式中,Li为破断距;

为拉破坏的长度,q为层状岩层上的载荷,包括层状岩层承载的载荷和自重;

当破断距Li大于等于拉破坏的长度时,岩层出现裂缝;

步骤3:基于步骤2判别结果,如果岩层出现裂缝,然后根据层状岩层竖向贯通裂缝的判别准则判别裂缝是否贯通岩层;

层状岩层竖向贯通裂缝的判别准则为:式中, 为竖向裂缝贯通准则值f;

为压拉比;

当竖向裂缝贯通准则值f大于等于压拉比时,竖向裂缝贯通岩层;

定义挠厚比δ为岩层的最大相对下沉△与层状岩层厚度h的比值,即计算公式为:步骤4:进行关键层判别;当出现与地表沉陷相对应的多层岩层同步协调变形和破坏时,其最下部坚硬岩层为主关键层,只是岩体内部数层岩层协调变形与破断,并不影响地表时,其下部坚硬岩层为亚关键层;

步骤5:预计导水裂缝带高度Hc,导水裂缝带高度Hc为开采煤层到最上一层被竖向裂缝贯通岩层顶部的距离;

步骤5.1:基于步骤3判别结果,如果竖向裂缝未贯通岩层,即岩层未破断,则不计入到导水裂缝带高度Hc中;

步骤5.2:基于步骤3判别结果,如果竖向裂缝贯通岩层,即岩层破断,则计入到导水裂缝带高度Hc中。

2.根据权利要求1所述的基于地质力学的覆岩导水裂缝带高度预计方法,其特征在于:所述步骤2中的破断距Li采煤之前根据推进距离计算,采煤之后根据工作面矿压数据或地表沉陷数据获得。

3.根据权利要求1所述的基于地质力学的覆岩导水裂缝带高度预计方法,其特征在于:岩层的最大相对下沉Δ等于开采高度M减去冒落带碎胀高度hp和冒落带上岩层卸荷膨胀量ht,即计算公式为:

Δ=M‑hp‑ht。

4.根据权利要求3所述的基于地质力学的覆岩导水裂缝带高度预计方法,其特征在于:冒落带碎胀高度hp由冒落带高度Hk和冒落带碎胀系数Kp确定,计算公式为:hp=Hk(Kp‑1)。

5.根据权利要求3所述的基于地质力学的覆岩导水裂缝带高度预计方法,其特征在于:冒落带上岩层卸荷膨胀量ht由弹性膨胀系数Kt计算,设弹性膨胀区高度为Ht,冒落带上岩层卸荷膨胀量ht计算公式为:

ht=Ht(Kt‑1)。