[发明专利]一种沿空留巷巷旁充填体宽度确定方法

权利要求书

1.一种沿空留巷巷旁充填体宽度确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对矿井地层钻孔获取煤岩芯并记录岩性、岩层分布，将顶底板岩芯、煤层岩芯及巷旁充填体构筑材料制成标准的岩块试样进行单轴压缩实验：测试岩块试样的单轴抗压强度和弹性模量；

S2、建立单轴压缩数值模型，调整不同模型参数进行计算，使模拟结果与步骤S1中测试得到的煤岩体及巷旁充填体构筑材料的单轴抗压强度和弹性模量相匹配，确定合理的模拟参数，依据矿井地层情况和生产情况建立模型并赋予匹配的模拟参数；

S3、可视化反演巷旁充填体内裂隙演化过程：利用步骤S2建立的数值模型和确定的参数，研究随着工作面推进时巷旁充填体应力和内部裂隙演化、分布规律；记录充填体体内裂隙发展的动态过程，建立宏观应力与微观裂隙损伤的关系，绘制裂隙演化过程图，由此实现裂隙演化可视化反演并确定充填体内裂隙演化机制；

S4、基于裂隙演化和巷旁充填体区域及整体损伤度确定合理宽度：基于损伤后充填体的裂隙分布特征和损伤度对充填体进行分区，把低损伤区即屈服承载区B的面积占比作为充填体承载能力和隔离作用的评价指标，据此确定合理的充填体宽度；

S5、基于步骤S4确定的巷旁充填体宽度和相应的裂隙演化规律，提出相对应的对拉锚杆+钢丝网支护技术控制技术来控制巷旁充填体稳定。

2.根据权利要求1所述的一种沿空留巷巷旁充填体宽度确定方法，其特征在于，步骤S2中，利用UDEC-Trigon方法建立单轴压缩数值模型，采用试错法调整模型参数进行计算。

3.根据权利要求1所述的一种沿空留巷巷旁充填体宽度确定方法，其特征在于，步骤S3中，实时监测巷旁充填体在工作面推进过程中应力、裂隙的演化情况，记录充填体体内裂隙动态显示图，建立应力-裂隙-损伤的联动关系，选取损伤关键结点的充填体裂隙显示图，绘制充填体内裂隙演化过程图，实现裂隙发展过程可视化反演。

4.根据权利要求1所述的一种沿空留巷巷旁充填体宽度确定方法，其特征在于，步骤S4中，损伤度计算表达式为：

式中，L_c为巷旁充填体内裂隙总长度，m；L_s为巷旁充填体内剪切裂隙总长度，m；L_t为巷旁充填体内拉伸裂隙总长度，m。

5.如权利要求1所述的一种沿空留巷巷旁充填体宽度确定方法，其特征在于，步骤S4中确定合理宽度的方法为：对比分析不同宽度巷旁充填体内裂隙的数量、种类、分布特征，根据充填体内部不同区域的裂隙发育程度，把损伤后的充填体分为三个区域，主裂隙发育区A，代表屈服承载区B，代表次裂隙发育区C，其中屈服承载区B损伤度最低，较高的屈服承载区B面积占比可有效提高充填体的承载和隔离能力，依据不同宽度巷旁充填体内屈服承载区B面积占比确定合理的巷旁充填体宽度。