一种库坝下深部煤层开采的坝体变形破坏分析方法技术

技术编号:26171768 阅读:35 留言:0更新日期:2020-10-31 13:45
本发明专利技术提供一种库坝下深部煤层开采的坝体变形破坏分析方法。首先根据实际开挖盆地构建坝体移动变形数值模型,以及模拟坝体,构建整体的简化模拟模型,然后根据全尺寸数值模拟地表移动变形的下沉曲线,确定实际工作面推进过程中的地表移动变形的下沉盆地,对整体的模拟模型进行模拟开挖,根据构建的模拟模型观察开挖时坝体的移动变形破坏情况;本发明专利技术通过简化结构反演,解决坝体高度与煤层埋藏深度比值较大,常规的相似材料模拟和数值模拟难以实现观测坝体变形破坏的难题,对库坝的安全防护和维修方案制定具有重要的指导意义。

【技术实现步骤摘要】
一种库坝下深部煤层开采的坝体变形破坏分析方法
本专利技术涉及矿山开采
,具体涉及一种库坝下深部煤层开采的坝体变形破坏分析方法。
技术介绍
库坝下深部煤层开采过程中库坝的安全运营问题,一直制约着我国库坝下深部煤炭资源安全开采的重大难题。要实现最大限度地对库坝下煤炭资源进行合理开发利用,必须掌握煤层开采过程中坝体的变形破坏机理。但煤层埋藏深度大、地表库坝土体结构小,煤层埋藏深度与坝体高度比值较大,常规方法难以推算坝体变形破坏大小、形态和破坏程度等,致使库坝下深部煤层开采坝体的安全稳定问题,一直是煤炭行业工程技术人员和科研人员研究的热点和难点。目前,根据现有的软硬件条件建立煤层底板至坝体的全尺寸模型,利用现有计算机求解时间与网格数大致呈N4/3的正比关系,完成整个模拟需要的时间之长是非常惊人的;利用现有相似材料模拟装置,坝体横断面相对于全尺寸模型而言,尺寸又过小,难以对坝体变形破坏做详细的观测,根本无法精确观测坝体的变形破坏;而依据煤层顶板的矿压显现规律推断坝体的移动变形,由于煤层埋藏深度过大,顶板岩层结构复杂,推算结果也难以保证其准确本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种库坝下深部煤层开采的坝体变形破坏分析方法,其特征在于,包括如下步骤:/n步骤1:计算煤层开采后坝体地表形成的下沉盆地,根据煤层开采后的地表,采用基于概率积分法的地表移动变形预计软件计算得到下沉盆地的体积V

【技术特征摘要】
1.一种库坝下深部煤层开采的坝体变形破坏分析方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:计算煤层开采后坝体地表形成的下沉盆地,根据煤层开采后的地表,采用基于概率积分法的地表移动变形预计软件计算得到下沉盆地的体积V1,采用全尺寸数值模拟软件计算得到下沉盆地的体积V2,
步骤2:根据V1、V2比较两个下沉盆地中的最大下沉值,选取最大下沉值较大的下沉盆地作为实际开挖盆地;
步骤3:构建坝下综放工作面开采后的坝体移动变形数值模型;
步骤4:根据坝体移动变形数值模型中地表构筑物与实际地表构筑物的相似比δ,将实际坝体尺寸缩放为模拟时的坝体尺寸,得到模拟坝体;
步骤5:根据实际坝体在地表中的位置,将模拟坝体设置在岩土层的上表面,得到整体的模拟模型;
步骤6:根据全尺寸数值模拟地表移动变形的下沉曲线,确定实际工作面推进过程中的地表移动变形的下沉盆地,对整体的模拟模型进行模拟开挖;当开挖区域的地表移动变形未波及到坝体且坝体未出现下沉时,模拟开挖步距设置为Ss,根据全尺寸数值模拟地表移动变形的下沉盆地确定模拟开挖量Ls;当开挖区域的地表移动变形波及到坝体或者坝体出现下沉时,模拟的开挖步距设置为Sm=λSs,模拟的开挖量设置为λLs,0<λ<1;
步骤7:通过对整体的模拟模型的模拟开挖,观...

【专利技术属性】
技术研发人员:张峰张爱铭
申请(专利权)人:山西工程技术学院
类型:发明
国别省市:山西;14

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