[发明专利]一种煤矿永久硐室冲击安全性论证方法

权利要求书

1.一种煤矿永久硐室冲击安全性论证方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：确定待论证的永久硐室；

步骤2：进行影响因素分析，待分析的因素包括：开采深度、煤岩物理力学性质、地质构造、顶板岩层结构、煤层厚度变化、地应力影响、顶板疏放水、保护煤柱宽度、底煤厚度、巷道交叉、巷道群、采空区影响和远场矿震；根据分析结果确定永久硐室冲击显现可能影响因素，排除影响可能性小的因素；

步骤3：量化可能影响因素的影响程度及影响范围

依据数值模拟、本矿井邻近工作面冲击地压监测数据分析、现场实际显现确定各可能影响因素程度，且有：

式中：σ_ijq为第j个可能影响因素对第i个永久硐室的强影响程度；σ_ijw为第j个可能影响因素对第i个永久硐室的无影响程度；σ_ijz为第j个可能影响因素对第i个永久硐室的中等影响程度；σ_ijr为第j个可能影响因素对第i个永久硐室的弱影响程度；σ_i1max，σ_i2max，σ_i3max，σ_i1min，σ_i2min，σ_i3min分别为通过理论分析、数值模拟、本矿井邻近工作面冲击地压监测数据分析确定的可能影响因素最大、最小影响程度；

按以下原则量化可能影响因素的影响范围：

①取σ_ijq～σ_ijz对应的影响范围为各可能影响因素最大影响范围L_ijq；

②取σ_ijz～σ_ijr对应的影响范围为各可能影响因素中等影响范围L_ijz；

③取σ_ijr～σ_ijw对应的影响范围为各可能影响因素最小影响范围L_ijr；

④取≤σ_ijw对应的影响范围为各可能影响因素无影响范围L_ijw；

⑤对于开采深度无需量化影响范围的因素，只量化影响程度；

结合以上分析结果确定各可能影响因素量化指标表；

步骤4：量化取值

结合各永久硐室实际情况，依据步骤3中各可能影响因素量化指标表，逐项排查各可能影响因素实际影响程度σ′_ij和实际影响距离L′_ij，σ′_ij表示第j个可能影响因素对第i个永久硐室的实际影响程度，可能影响因素的实际影响距离L′_ij表示第j个可能影响因素对第i个永久硐室的实际影响距离，其中i＝1，2，…n，j＝1，2，…m；

步骤5：增量叠加/累积

依据数值模拟、现场实际显现确定本矿井应力采取叠加还是累积的方式，若采用叠加方式，按下式进行增量叠加：

若采用累积方式，按下式进行增量累积：

式中，λ_i表示第i个永久硐室及附近的各可能影响因素综合影响程度系数；

步骤6：确定冲击危险判别标准

步骤7：确定各永久硐室安全等级

步骤8：确定各永久硐室致灾主控因素

取步骤4中每个永久硐室各可能影响因素实际影响程度σ′_ij中数值最大的前两位作为各永久硐室致灾主控因素；

步骤9：分类监测与防治

根据步骤7、步骤8结果，考虑符合规范、方便施工、降低投资和分类监测的原则进行永久硐室冲击地压监测与防治。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿永久硐室冲击安全性论证方法，其特征在于，步骤6的具体实现方法如下：

步骤6-1：找出本矿井范围内已有强冲击、中等、弱冲击显现的区域，分析以上区域冲击影响因素；

步骤6-2：依据强冲击、中等冲击、弱冲击显现的区域实际情况进行影响因素量化取值；

步骤6-3：分别取步骤6-2分析得到的强、中等、弱冲击区域各影响因素量化的最小值进行增量叠加/累积；

步骤6-4：分别取步骤6-3计算结果的0.8倍为本矿井永久硐室强、中等、弱冲击危险判别标准|λ_imax|、|λ_imid|、|λ_imin|。

3.根据权利要求2所述的一种煤矿永久硐室冲击安全性论证方法，其特征在于，步骤7的具体实现方法如下：将步骤5各永久硐室增量叠加/累积结果与步骤6结果进行对比，按以下选择确定各永久硐室安全等级：

①若λ_i＞|λ_imax|，则该永久硐室为强冲击危险，处于不安全状态；

②若|λ_imax|＞λ_i＞|λ_imid|，则该永久硐室为中等冲击危险，处于存在风险状态；

③若|λ_imid|＞λ_i＞|λ_imin|，则该永久硐室为弱冲击危险，处于存在基本安全状态；

④若λ_i＜|λ_imin|，则该永久硐室为无冲击危险，处于安全状态。