[发明专利]一种基于煤样蠕变实验的边坡隔离煤柱宽度确定方法

摘要

本发明提供一种基于煤样蠕变实验的边坡隔离煤柱宽度确定方法，包括：采集煤样并确定一次回采时间；以一次回采时间作为煤样在试验机上的破坏时间，设定不同级别的法向应力和采用陈氏分级加载法设定水平应力，对煤样实施在一次回采时间内的蠕变破坏实验，获得各级法向应力下煤样的蠕变应力‑应变曲线和系列剪切破坏强度数据，并记录煤样的目标时间强度；对各级法向应力下的目标时间强度进行拟合，根据拟合曲线和莫尔强度方程确定煤样的内聚力和内摩擦角；设定煤柱宽度范围，并根据所确定的煤样内聚力和内摩擦角数据，应用FLAC3D软件模拟不同煤柱宽度下煤柱的垂直应力场分布规律以及塑性区破坏区分布规律；对比分析，获得适宜的煤柱宽度范围。

主权项

1.一种基于煤样蠕变实验的边坡隔离煤柱宽度确定方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1，采集煤样，并确定采煤机在开采矿区完成一次回采的时间；步骤2，以一次回采时间作为煤样在试验机上的破坏时间，并设定不同级别的法向应力和采用陈氏分级加载法设定与各级法向应力相对应的水平应力，对煤样实施在一次回采时间内的蠕变破坏实验，获得各级法向应力下煤样的蠕变应力‑应变曲线和系列剪切破坏强度数据，并记录煤样发生破坏时的上一级水平应力作为其目标时间强度；步骤3，对各级法向应力下的目标时间强度进行拟合，根据拟合曲线和莫尔强度方程确定煤样的内聚力和内摩擦角，所述莫尔强度方程为：其中τ表示剪切应力，c表示内聚力，σ表示法向应力，表示内摩擦角；步骤4，根据采煤机回采参数及矿区地质条件设定煤柱宽度范围，并根据所确定的煤样内聚力和内摩擦角数据，应用FLAC3D软件模拟不同煤柱宽度下煤柱的垂直应力场分布规律以及塑性区破坏区分布规律；步骤5，通过对煤柱垂直应力场分布规律以及塑性区破坏区分布规律的对比分析，获得适宜的煤柱宽度范围，所述煤柱宽度范围在2～6m。