[发明专利]一种柱式充填开采关键参数设计方法有效

专利信息
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
【权利要求书】:

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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