【技术实现步骤摘要】
一种采空区大面积悬顶危险性评估系统及方法
本专利技术属于煤矿开采领域，具体涉及一种采空区大面积悬顶危险性评估系统及方法。涉及一种煤矿房柱式和条带式采空区大面积悬顶危险性评估方法，主要用于指导采空区大面积悬顶灾害评估，为进一步分类监测与防治提供理论依据。
技术介绍
部分地方中小煤矿基本采用房柱式开采方法进行开采，选择该方法的主要原因是投资成本较低，采准切割工程量小、回采工艺简单。自21世纪以来，部分地方中小煤矿调整开采方法，逐步推广“长壁留条带煤柱”、“长壁条带充填”、“旺采”和“综采”等，但房柱式采煤方法所占比重仍然较大，并形成范围广泛的柱采区域。由于留设煤柱尺寸较窄，在长期覆岩载荷作用下，煤柱强度逐渐弱化，易失稳破坏，引发采空区顶板大面积冒落，造成矿震现象频繁发生，对当地的生态环境、煤矿安全生产造成了极大的危害，但目前尚无采空区大面积悬顶灾害的科学评估方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种采空区大面积悬顶危险性评估系统及方法，解决了现有技术中存在的上述不足。为了达到上述目的，...
【技术保护点】
1.一种采空区大面积悬顶危险性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，采集待评估的煤矿采空区的数据信息，其中，所述数据信息包括采空区的顶板特征、煤层厚度、采高、采深、回采方式、充分下沉系数、采空区面积和充分塌陷区面积；/n步骤2，根据步骤1得到的煤矿采空区的回采方式，确定待评估的煤矿采空区的判别指标，并将该判别指标进行量化取值；/n步骤3，根据步骤2中的判别指标确定待评估的煤矿采空区的危险等级；/n步骤4，根据步骤3得到的待评估的煤矿采空区的危险等级进行分类监测与防治。/n
【技术特征摘要】
1.一种采空区大面积悬顶危险性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，采集待评估的煤矿采空区的数据信息，其中，所述数据信息包括采空区的顶板特征、煤层厚度、采高、采深、回采方式、充分下沉系数、采空区面积和充分塌陷区面积；
步骤2，根据步骤1得到的煤矿采空区的回采方式，确定待评估的煤矿采空区的判别指标，并将该判别指标进行量化取值；
步骤3，根据步骤2中的判别指标确定待评估的煤矿采空区的危险等级；
步骤4，根据步骤3得到的待评估的煤矿采空区的危险等级进行分类监测与防治。
2.根据权利要求1所述的一种采空区大面积悬顶危险性评估方法，其特征在于，步骤2中，根据步骤1得到的煤矿采空区的回采方式，确定待评估的煤矿采空区的判别指标，具体方法是：
当回采方式为房柱式开采方式时，待评估的煤矿采空区的判别指标包括煤柱安全系数和直接顶安全系数；
当回采方式为条带式开采时，待评估的煤矿采空区的判别指标包括核区率、煤柱安全系数和保留条带宽高比。
3.根据权利要求2所述的一种采空区大面积悬顶危险性评估方法，其特征在于，步骤2中，将该判别指标进行量化取值，具体方法是：
当回采方式为房柱式开采方式时，通过下式计算煤柱安全系数：
式中，Ffm为安全系数；σfP为煤柱强度；pfP为煤柱承受载荷；
通过下式计算直接顶安全系数：
式中，Ffd为直接顶安全系数；σfd为直接顶抗拉强度；pfd为直接顶承受最大拉应力。
4.根据权利要求2所述的一种采空区大面积悬顶危险性评估方法，其特征在于，步骤2中，将该判别指标进行量化取值，具体方法是：
当回采方式为条带式开采时，通过下式计算核区率：
式中，ρ为核区率；a为煤柱宽度；Y为煤柱屈服宽度；
通过下式计算煤柱安全系数：
k＝F极长/F实
式中，k为煤柱安全系数；F极长为长煤柱极限承载能力；F实为煤柱分担荷载；
通过下式计算保留条带宽高比：
A＝i/j
式中，A为保留条带的宽高比；i为保留条带的宽度；j为保留条带的高度。
5.根据权利要求2所述的一种采空区大面积悬顶危险性评估方法，其特征在于，步骤3中，根据步骤2中的判别指标确定待评估的煤矿采空区的危险等级，具体地：
若采空区中有塌陷区时，且该塌陷区的地表未充分塌陷，则根据评估指标判断该待评估的煤矿采空区的危险等级；
若采空区中有塌陷区，且该塌陷区的地表充分塌陷，则该塌陷区为无危险区；而该采空区的剩余区域则根据评估指标判断该剩余区域的危险等级；
若采空区中无...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹京龙，张忠温，王书文，郑忠友，姚广华，张寅，刘毅涛，韩刚，董亚东，李超，杨超，刘耀辉，刘成勇，杜海龙，曹桂英，高昊锐，王翰秋，解嘉豪，张新福，张翔，刘洋，郝晓琦，张景祥，王团，
申请(专利权)人：鄂尔多斯市伊化矿业资源有限责任公司，中煤能源研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15
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