一种判断煤矿掘进工作面最大控顶距的方法技术

本发明专利技术公开了一种判断煤矿掘进工作面最大控顶距的方法，其包括步骤：1)测试煤矿巷道围岩动荷载力学参数，2)测试煤矿巷道围岩静荷载力学参数，3)数值模拟掘进机截割工作状态，建立掘进机截割工作状态参数与围岩顶板状态的关联函数；4)根据现场掘进机工作状态参数对关联函数进行修正；5)根据修正后的关联函数计算掘进工作面最大控顶距。本发明专利技术判断煤矿掘进工作面最大控顶距的方法，能在掘进机掘进过程中根据掘进机截割工作状态参数实时计算出工作面的最大控顶距，能保证掘进过程中工作面围岩的稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种判断煤矿掘进工作面最大控顶距的方法
本专利技术涉及煤矿掘进
,具体涉及一种判断煤矿掘进工作面最大控顶距的方法。
技术介绍
控顶距是指工作面支架支护的空间宽度，显然控顶距愈大，顶板的挠曲变形量大，底板的鼓起量也大。最大控顶距指的是当工作面推进一次或两次之后，工作空间达到的允许的最大宽度，准确的最大控顶距是保证工作面围岩稳定的重要参数。因此如何在开采过程中实时准确的掌握最大控顶距，以保证厚煤层开采时工作面围岩的稳定，是煤矿掘进开采需要解决的重要问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种判断煤矿掘进工作面最大控顶距的方法，以解决在掘进机掘进开采过程自动计算确定最大控顶距，以保证工作面围岩稳定的技术问题。本专利技术判断煤矿掘进工作面最大控顶距的方法，其包括以下步骤：1)测试煤矿巷道围岩动荷载力学参数：采用霍普金森压杆测定围岩的动态破坏强度，及不同冲击荷载、冲击频率、冲击角度下不同岩性岩石的破坏规律；2)测试煤矿巷道围岩静荷载力学参数：通过单轴抗压、抗剪、抗拉实验，获得不同岩性岩石的基本物理力学参数，所述的基本物理力学参数包括岩石的单轴抗压强度、抗拉强度、内摩擦角和粘聚力；3)数值模拟掘进机截割工作状态：基于步骤1)和步骤2)所测得的不同岩性岩石的动态和静态力学参数，采用ANSYS数值模拟软件分析掘进机的截齿与岩石间的动静态相互作用，通过分析不同截割角度、速度、荷载作用下岩石和截齿的受力状态，建立掘进机截割工作状态参数与围岩顶板状态的关联函数；4)关联函数的修正：根据现场掘进机工作状态参数对关联函数进行修正；5)计算最大控顶距：根据修正后的关联函数计算掘进工作面最大控顶距。本专利技术的有益效果：本专利技术判断煤矿掘进工作面最大控顶距的方法，能在掘进机掘进过程中根据掘进机截割工作状态参数实时计算出工作面的最大控顶距，能保证掘进过程中工作面围岩的稳定。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步描述。本实施例判断煤矿掘进工作面最大控顶距的方法，其包括以下步骤：1)测试煤矿巷道围岩动荷载力学参数：采用霍普金森压杆测定围岩的动态破坏强度，及不同冲击荷载、冲击频率、冲击角度下不同岩性岩石的破坏规律。2)测试煤矿巷道围岩静荷载力学参数：通过单轴抗压、抗剪、抗拉实验，获得不同岩性岩石的基本物理力学参数，所述的基本物理力学参数包括岩石的单轴抗压强度、抗拉强度、内摩擦角和粘聚力。3)数值模拟掘进机截割工作状态：基于步骤1)和步骤2)所测得的不同岩性岩石的动态和静态力学参数，采用ANSYS数值模拟软件分析掘进机的截齿与岩石间的动静态相互作用，通过分析不同截割角度(Φ)、速度(v)、荷载(p)作用下岩石和截齿的受力状态，建立掘进机截割工作状态参数与围岩顶板受力状态(σ)的关联函数F(σ，p，v，Φ)。4)关联函数的修正：根据现场掘进机工作状态参数对关联函数进行修正。5)计算最大控顶距：根据修正后的关联函数计算掘进工作面最大控顶距。采用本实施例中判断煤矿掘进工作面最大控顶距的方法，能在掘进机掘进过程中根据掘进机截割工作状态参数实时计算出工作面的最大控顶距，能保证掘进过程中工作面围岩的稳定。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本专利技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本专利技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本专利技术的权利要求范围当中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种判断煤矿掘进工作面最大控顶距的方法，其特征在于：包括以下步骤：/n1)测试煤矿巷道围岩动荷载力学参数：/n采用霍普金森压杆测定围岩的动态破坏强度，及不同冲击荷载、冲击频率、冲击角度下不同岩性岩石的破坏规律；/n2)测试煤矿巷道围岩静荷载力学参数：/n通过单轴抗压、抗剪、抗拉实验，获得不同岩性岩石的基本物理力学参数，所述的基本物理力学参数包括岩石的单轴抗压强度、抗拉强度、内摩擦角和粘聚力；/n3)数值模拟掘进机截割工作状态：/n基于步骤1)和步骤2)所测得的不同岩性岩石的动态和静态力学参数，采用ANSYS数值模拟软件分析掘进机的截齿与岩石间的动静态相互作用，通过分析不同截割角度、速度、荷载作用下岩石和截齿的受力状态，建立掘进机截割工作状态参数与围岩顶板状态的关联函数；/n4)关联函数的修正：/n根据现场掘进机工作状态参数对关联函数进行修正；/n5)计算最大控顶距：/n根据修正后的关联函数计算掘进工作面最大控顶距。/n

【技术特征摘要】
1.一种判断煤矿掘进工作面最大控顶距的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)测试煤矿巷道围岩动荷载力学参数：
采用霍普金森压杆测定围岩的动态破坏强度，及不同冲击荷载、冲击频率、冲击角度下不同岩性岩石的破坏规律；
2)测试煤矿巷道围岩静荷载力学参数：
通过单轴抗压、抗剪、抗拉实验，获得不同岩性岩石的基本物理力学参数，所述的基本物理力学参数包括岩石的单轴抗压强度、抗拉强度、内摩擦角和粘聚力；
3)数值模拟...

【专利技术属性】
技术研发人员：范金洋，任奕玮，姜德义，陈结，李宗泽，刘文浩，杜俊生，贾栋，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50