[发明专利]一种柱式充填开采关键参数设计方法有效
申请号: | 201910438898.3 | 申请日: | 2019-05-24 |
公开(公告)号: | CN110173263B | 公开(公告)日: | 2020-12-29 |
发明(设计)人: | 李猛;张吉雄;李艾玲;张强;孙强 | 申请(专利权)人: | 中国矿业大学 |
主分类号: | E21C41/18 | 分类号: | E21C41/18;E21D15/02;E21F17/00;E21F17/18;G06Q50/02 |
代理公司: | 南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙) 32249 | 代理人: | 张婷婷 |
地址: | 221116 江苏省*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 充填 开采 关键 参数 设计 方法 | ||
1.一种柱式充填开采关键参数设计方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)采集顶板岩样,测试顶板岩样的物理力学参数;
(2)建立柱式充填开采顶板力学模型,设定柱式充填体横截面积、弹性模量和总数目,判定顶板是否稳定,具体步骤如下:
a.以顶板的重心O为坐标原点,工作面推进方向为x轴,水平面上垂直于工作面推进方向为y轴,顶板垂直下沉方向为w轴,建立柱式充填开采顶板力学模型;
b.计算顶板充填开采期间最大拉应力σmax:
其中,Eb为柱式充填体弹性模量,n柱式充填体个数,Ab单个柱式充填体横截面积,2A为走向长度,2B为采长,q为上覆岩层压力,h为顶板厚度,H为采高,σxmax、σymax分别为最大拉应力σmax在x轴、y轴方向上的分力;
c.采用第一强度理论判定顶板是否发生破断:
σxmax≤σt
σymax≤σt
σxmax、σymax分别为最大拉应力σmax在x轴、y轴方向上的分力,σt为顶板抗拉强度;
d.若顶板不发生破断,进行步骤(3);反之,调整柱式充填体横截面积、弹性模量和总数目,重新进行步骤(2),单个柱式充填体横截面积Ab计算方法为:
方形:Ab=a×b
圆:Ab=πr2
其中,a为方柱充填体长,b为方柱充填体宽,r为圆柱充填体半径;
(3)采场顶板稳定后,确定柱式充填开采关键参数,使得顶板稳定。
2.根据权利要求1所述的一种柱式充填开采关键参数设计方法,其特征在于,所述顶板岩样的物理力学参数包括:顶板抗拉强度σt、顶板弹性模量E、顶板泊松比ν。
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