【技术实现步骤摘要】
一种定量判断特厚煤层沿空巷道开掘时间的双指标方法
本专利技术涉及煤矿巷道掘进支护领域，尤其涉及一种定量判断特厚煤层沿空巷道开掘时间的双指标方法。
技术介绍
沿空掘巷技术因具有高产、高效、减少巷道掘进量、缓解工作面紧张接替等优势，在薄煤层及中厚煤层中大范围推广使用，其中薄煤层是指单层厚度小于1.3m的煤层，中厚煤层是指单层厚度大于1.3m小于3.5m的煤层。而在厚及特厚煤层开采过程中，沿空掘巷应用较少，其多采用留设20～30m宽煤柱的护巷方式，其中厚煤层是指单层厚度大于3.5m小于8.0m的煤层，特厚煤层是指煤体厚度大于8.0m的煤层。近年来，为了提高煤炭采出率，沿空掘巷技术开始在厚及特厚煤层中使用，然而大量理论研究与工程实践表明，当煤层厚度小于6.0m时，沿空掘巷实施过程的理论、技术、工艺可以借鉴或沿用已有薄及中厚煤层沿空掘巷理论与技术。但随着煤层厚度进一步增大，覆岩运动规律及其引起的应力场开始发生显著变化，特别是当煤层厚度超过15m时，沿空掘巷过程中的岩层移动及应力、位移变化与薄及中厚煤层迥然不同，现有薄及中厚沿空掘巷理论...
【技术保护点】
1.一种定量判断特厚煤层沿空巷道开掘时间的双指标方法，其特征在于，分为如下步骤：/n第一步，以基本顶下沉量为指标，确定沿空掘巷开掘时间T
【技术特征摘要】
1.一种定量判断特厚煤层沿空巷道开掘时间的双指标方法，其特征在于，分为如下步骤：
第一步，以基本顶下沉量为指标，确定沿空掘巷开掘时间T1
步骤1.1)现场调研与室内实验
调研基本顶、直接顶、煤体厚度和煤层采出率；实验室测得直接顶与煤体碎胀系数，基本顶岩层的弹性模量与粘性模量；
步骤1.2)基本顶最大下沉量计算
考虑到特厚煤层开采过程煤体采出率低及煤、岩体碎胀特性、强度差异性，近25％未采出的煤体将随直接顶一起冒落并抑制基本顶下沉，据此确定基本顶的最大下沉量Wmax，其表达式如下：
Wmax＝M+∑h-∑h·k1-(1-α)M·k2(1)
式中，M为开采煤层厚度，∑h为直接顶岩层厚度，k1为冒落岩体的碎胀系数，k2为碎裂煤体的碎胀系数，α为顶煤放出率，15m以上特厚煤层α＝75％。
15m以上特厚煤层开采过程中，基本顶沉降的动态方程表达式如下：
式中，qZ为基本顶所受到的岩层载荷，lm为基本顶的断裂步距，E和η为基本顶的弹性模量与粘性模量，F为冒落煤岩体的综合抗压强度；F的关系式如下：
式中，F1为冒落岩体的抗压强度，F2为冒落顶煤的抗压强度；动态方程(2)属于指数函数，其导数表示基本顶下沉速率；由指数函数特点可知，随着时间增大，基本顶下沉速率将逐渐减小，即当基本顶下沉量达到某一临界指标时，基本顶下沉速率将大幅降低并趋近于0；以基本顶最大下沉量的70％作为临界指标，当基本顶下沉量达到70％Wmax临界指标时，基本顶下沉运动将趋于缓慢并稳定，运动速率低，不会再发生剧烈结构性运动，对下位岩体稳定性...
【专利技术属性】
技术研发人员：张广超，文志杰，蒋邦友，陶广哲，李友，赵德帅，孙将，张付强，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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