一种模拟采煤工作面周期来压的实验方法技术

本发明专利技术公开了一种模拟采煤工作面周期来压的实验方法，包括以下步骤：确定几何相似比；确定各个模拟岩层的尺寸；采集模拟材料，对应地制造出各个模拟岩层；将相应的模拟岩层依次在相似模拟箱的内部进行铺设；在相似模拟箱中设置加载系统，模拟地应力加载；进行开采工作；记录模拟老顶发生断裂的多个位置点；通过对比数据采集装置采集到的模拟老顶发生断裂的不同位置点的长度差，得出模拟老顶初次来压步距和周期来压步距，通过运算得出采煤工作面在开展采煤工作的时候顶板发生周期来压的规律；本发明专利技术的实验方法过程简单，操作简便，减轻了技术人员的工作量，不会因为井下采场的条件影响到采集数据的质量，确保运算得出的周期来压规律的准确性。律的准确性。律的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟采煤工作面周期来压的实验方法


[0001]本专利技术涉及煤炭开采
，具体是一种模拟采煤工作面周期来压的实验方法。

技术介绍

[0002]在采煤工作面往前推进一段距离后，顶板产生垮落：首先伪顶垮落，接着直接顶初次垮落，之后工作面上方的老顶岩层随工作面继续推进呈现悬露状态，此时上覆岩层的重量将由老顶的悬臂直接传递给煤帮，当上覆岩层的重量超过老顶承受的压力时，老顶将断裂垮塌，随着采煤工作面推进，老顶出现周期性垮塌；采煤工作面的周期性来压是不可避免的，因此准确确定来压步距，得出采煤工作面周期来压的规律，提前采取应对措施具有十分重要的意义；目前确定采煤工作面来压步距的主要是靠技术人员在现场进行测量与计算，但这种方法费事费力、时效性差，且因为井下采场条件的复杂性以及数据质量不稳定等因素，无法保证运算得出的周期来压规律的准确性。
[0003]本专利技术即是针对现有技术的不足而研究提出。

技术实现思路

[0004]针对上述提到的现有技术中的确定采煤工作面来压步距的主要是靠技术人员在现场进行测量与计算，但这种方法费事费力、时效性差，且因为井下采场条件的复杂性以及数据质量不稳定等因素，无法保证运算得出的周期来压规律的准确性。
[0005]本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：
[0006]一种模拟采煤工作面周期来压的实验方法，包括以下步骤：
[0007]步骤一：通过相似原理，根据相似模拟箱的尺寸与所需模拟的采煤工作面的尺寸计算出几何相似比；
[0008]步骤二：根据几何相似比计算出所述相似模拟箱内模拟采煤工作面内各层岩层的尺寸，所述模拟采煤工作面包括模拟顶板、模拟煤层以及模拟底板，所述模拟顶板包括从上往下设置的模拟老顶、模拟直接顶以及模拟伪顶；
[0009]步骤三：采集模拟材料，用所述模拟材料相对应地制造出所述模拟顶板、模拟煤层以及模拟底板；
[0010]步骤四：将相应的所述模拟底板、模拟煤层、模拟顶板依次在所述相似模拟箱的内部进行铺设；
[0011]步骤五：在所述相似模拟箱中设置加载系统，通过相似理论，计算出所述加载系统需要对所述模拟采煤工作面补偿的地应力，然后通过所述加载系统对所述模拟采煤工作面进行模拟的地应力加载；
[0012]步骤六：设置开采装置，所述开采装置沿所述模拟煤层的水平面进行开采工作；
[0013]步骤七：设置数据采集装置，当所述开采装置对模拟煤层进行开采的时候，所述数据采集装置记录模拟老顶发生断裂的多个位置点；
[0014]步骤八：通过对比所述数据采集装置采集到的模拟老顶发生断裂的不同位置点的长度差，即可得出所述模拟老顶初次来压步距和周期来压步距，通过运算得出所述采煤工作面在开展采煤工作的时候顶板发生周期来压的规律。
[0015]如上所述的一种模拟采煤工作面周期来压的实验方法，从所需模拟的采煤工作面采集各个岩层的岩体，通过拉伸实验测定从采煤工作面采集回来的各个相邻顶板之间的粘结力，收集粘结力数据，通过上述拉伸实验获得的数据确定用于粘结各层模拟顶板之间的粘结剂，并在铺设模拟顶板时，在相应的模拟顶板之间涂抹一层相应的粘结剂。
[0016]如上所述的一种模拟采煤工作面周期来压的实验方法，将收集到的岩体加工成各种模拟材料，用所述各种模拟材料相对应地制造出模拟顶板、模拟煤层、以及模拟底板，所有模拟材料来自于现场，无需通过原材料配比制造相似材料。
[0017]本专利技术的有益效果是：本专利技术的实验方法使得工作人员不需到井下采场的现场进行测量与计算，只需在室内搭建相似模拟箱，模拟采煤工作面在开采工作中发生周期来压的过程，记录模拟采煤工作面中模拟老顶发生断裂的多个位置点，并对比位置点之间的长度差，得出模拟老顶初次来压步距和周期来压步距，通过运算得出所述采煤工作面在开展采煤工作的时候顶板发生周期来压的规律，这种实验方法过程简单，操作简便，减轻了技术人员的工作量，不会因为井下采场的条件影响到采集数据的质量，确保运算得出的周期来压规律的准确性。
[0018]下面将结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的方法流程图；
[0020]图2为本专利技术的相似模拟箱的正视示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图对本专利技术的实施方式作详细说明。
[0022]如图1至图2所示，本实施例的一种模拟采煤工作面周期来压的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0023]步骤一：通过相似原理，根据相似模拟箱1的尺寸与所需模拟的采煤工作面的尺寸计算出几何相似比；
[0024]步骤二：根据几何相似比计算出所述相似模拟箱1内模拟采煤工作面内各层岩层的尺寸，所述模拟采煤工作面包括模拟顶板11、模拟煤层12以及模拟底板13，所述模拟顶板11包括从上往下设置的模拟老顶111、模拟直接顶112以及模拟伪顶113；
[0025]步骤三：采集模拟材料，用所述模拟材料相对应地制造出所述模拟顶板11、模拟煤层12以及模拟底板13；
[0026]步骤四：将相应的所述模拟底板13、模拟煤层12、模拟顶板11依次在所述相似模拟箱1的内部进行铺设；
[0027]步骤五：在所述相似模拟箱1中设置加载系统2，通过相似理论，计算出所述加载系统2需要对所述模拟采煤工作面补偿的地应力，然后通过所述加载系统2对所述模拟采煤工作面进行模拟的地应力加载；
[0028]步骤六：设置开采装置，所述开采装置沿所述模拟煤层12的水平面进行开采工作；
[0029]步骤七：设置数据采集装置，当所述开采装置对模拟煤层12进行开采的时候，所述数据采集装置记录模拟老顶111发生断裂的多个位置点；
[0030]步骤八：通过对比所述数据采集装置采集到的模拟老顶111发生断裂的不同位置点的长度差，即可得出所述模拟老顶111初次来压步距和周期来压步距，通过运算得出所述采煤工作面在开展采煤工作的时候顶板发生周期来压的规律；本专利技术的实验方法使得工作人员不需到井下采场的现场进行测量与计算，只需在室内搭建相似模拟箱，模拟采煤工作面在开采工作中发生周期来压的过程，记录模拟采煤工作面中模拟老顶发生断裂的多个位置点，并对比位置点之间的长度差，得出模拟老顶初次来压步距和周期来压步距，通过运算得出所述采煤工作面在开展采煤工作的时候顶板发生周期来压的规律，这种实验方法过程简单，操作简便，减轻了技术人员的工作量，不会因为井下采场的条件影响到采集数据的质量，确保运算得出的周期来压规律的准确性。
[0031]本实施例中，当所述开采装置沿所述模拟煤层12的水平面开采到一定距离时，所述模拟顶板11发生垮塌，所述数据采集装置记录下当前所述模拟老顶111断裂的位置点以及当前所述模拟老顶111断裂的位置点距开切眼的距离，继续开采工作，当所述开采装置沿所述模拟煤层12的水平面继续开采到一定距离时，所述模拟顶板11再次发生垮塌，所述数据采集装置再次记录所述模拟老顶111当前断裂的位置点，计算所述模拟老顶11本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟采煤工作面周期来压的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：通过相似原理，根据相似模拟箱(1)的尺寸与所需模拟的采煤工作面的尺寸计算出几何相似比；步骤二：根据几何相似比计算出所述相似模拟箱(1)内模拟采煤工作面内各层岩层的尺寸，所述模拟采煤工作面包括模拟顶板(11)、模拟煤层(12)以及模拟底板(13)，所述模拟顶板(11)包括从上往下设置的模拟老顶(111)、模拟直接顶(112)以及模拟伪顶(113)；步骤三：采集模拟材料，用所述模拟材料相对应地制造出所述模拟顶板(11)、模拟煤层(12)以及模拟底板(13)；步骤四：将相应的所述模拟底板(13)、模拟煤层(12)、模拟顶板(11)依次在所述相似模拟箱(1)的内部进行铺设；步骤五：在所述相似模拟箱(1)中设置加载系统(2)，通过相似理论，计算出所述加载系统(2)需要对所述模拟采煤工作面补偿的地应力，然后通过所述加载系统(2)对所述模拟采煤工作面进行模拟的地应力加载；步骤六：设置开采装置，所述开采装置沿所述模拟煤层(12)的水平面进行开采工作；步骤七：设置数据采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：段瑜，
申请(专利权)人：贵州理工学院，
类型：发明
国别省市：