【技术实现步骤摘要】
基于充填采场稳定的最大滞后充填距离确定方法
[0001]本专利技术涉及一种基于充填采场稳定的最大滞后充填距离确定方法，尤其适用于壁式连采连充保水采煤领域。
技术介绍
[0002]我国煤炭资源丰富，煤炭消耗占一次能源的消耗比重很大。尽管现在新能源得到了长足的发展，但受技术经济条件的限制，短时间之内还无法取代传统的煤炭资源。大规模、高强度开采带来了一系列的社会和环境问题，煤层开采后上覆岩层会发生坍塌沉陷。这有可能破坏地表水和地下水的隔水层，改变补给、径流和排泄条件，造成水资源的污染和流失。
[0003]短壁充填顶板裸露面积较小，顶板及覆岩下沉不明显，可以有效控制覆岩裂隙发育与渗透性劣化程度，进而实现保水采煤。结合巷柱式充填和旺格维利采煤法的优点，相关学者提出了壁式连采连充保水采煤方法，该采煤法以巷道作为充填开采的基本单元，各单元采用跳采方式，顶板由开采巷道两侧的煤柱或已达到设计强度的充填体支撑。巷道充填开采煤层的回采和充填在不同巷道中进行，两种作业方式可以并行，不会产生干扰。采场巷道两侧始终由煤柱或充填体支撑，上覆岩层的...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于充填采场稳定的最大滞后充填距离确定方法，其特征在于：在壁式连采连充工作面中的支巷两侧煤柱之间的顶板中构建压力拱模型，通过现场采集工作面信息计算出两煤柱之间顶板中压力拱的水平压力、压力拱拱线方程以及压力拱跨度距离，获取若干个间隔煤柱失稳形成扩展压力拱的力学判据，然后计算最大扩展压力拱跨距，拱内任意煤柱承受载荷，以及煤柱承受载荷最大值，最后对比煤柱最大载荷与煤柱强度，结合扩展拱跨度和煤柱安全系数，反推最大空巷数并计算最大滞后充填距离。2.根据权利要求1所述的基于充填采场稳定的最大滞后充填距离确定方法，其特征在于具体步骤如下：S10，建立壁式连采连充工作面中煤柱群稳定的压力拱力学模型，即在支巷两侧煤柱之间的顶板中模拟出的拱形压力模型，根据煤层采高h、煤层埋深H、支巷(间隔煤柱)宽度b、覆岩内摩擦角覆岩容重γ，计算获得采场上部压力拱结构中应力q，巷道两侧顶底板的水平压力e1、e2，以及压力拱跨度2W；S20，以压力拱力学模型的拱顶点为原点，建立直角坐标轴，构建压力拱顶点的力矩平衡方程，通过拱脚水平推力T'与拱顶水平推力T相等，计算压力拱拱线方程y，然后计算压力拱最大高度H；S30，采场支巷为间隔开采并充填，采充速度不同导致充填支巷滞后采煤支巷，随着开采的推进滞后距离逐渐增加，此时顶板中的压力拱跨度不断增加形成跨煤柱的扩展压力拱，间隔煤柱受力增大，一个煤柱破坏后，覆岩压力转移至其两侧相邻的煤柱，导致其他若干个间隔煤柱链式失稳，最终形成横跨整个最大滞后充填距离的扩展压力拱；获取m个间隔煤柱失稳形成扩展压力拱的力学判据；S40，计算最大扩展压力拱的跨距W
e
，最大扩展压力拱内任意煤柱承受载荷P
k
，以及煤柱承受载荷最大值P
ma...
【专利技术属性】
技术研发人员：马立强，余伊河，许玉军，翟江涛，范立民，程敬义，周楠，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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