基于煤柱塑性区分布的煤柱坝体稳定性分析方法技术

本发明专利技术提供了一种基于煤柱塑性区分布的煤柱坝体稳定性分析方法，包括：S1：勘探煤矿井田的地质情况；S2：通过理论公式计算煤矿井田中煤柱坝体的尺寸；S3：确定煤柱坝体的稳定性影响因素；S4：确定三维仿真模型，在仿真软件中通过三维仿真模型分别模拟煤柱坝体的宽度、煤柱坝体的采高、煤柱坝体的埋深、煤柱坝体的承受水压及不同顶底板条件对煤柱塑性区稳定性影响；S5：将理论分析数据和仿真软件的分析数据进行对比，得出合理的煤柱坝体的宽度、煤柱坝体的采高、煤柱坝体的埋深、煤柱坝体的承受水压及顶底板条件。通过本发明专利技术提供的技术方案，能够解决现有技术中缺少对煤矿井田特殊地质条件下地下水库的稳定性分析方法的问题。质条件下地下水库的稳定性分析方法的问题。质条件下地下水库的稳定性分析方法的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于煤柱塑性区分布的煤柱坝体稳定性分析方法


[0001]本专利技术涉及矿业工程及水利工程的综合利用
，具体而言，涉及一种基于煤柱塑性区分布的煤柱坝体稳定性分析方法。

技术介绍

[0002][0003]煤矿分布式地下水库与传统的地下水库存在明显差异，位于地下深部的煤矿地下水库，坝体所处的应力环境及其结构相较于地表水库坝体更为复杂。煤矿地下水库坝体在承受覆岩压力和水压的同时，也要承受来自于采动活动中产生的矿压。传统的地下水库坝体基本上是利用天然的隔水层或者通过修筑人工设施而形成，而煤矿地下水库坝体是以留设的保护煤柱为主，构建的人工坝体为辅，加以实施防渗和加固措施修筑而成。因此，煤柱坝体尺寸的合理留设不仅直接关系到坝体自身的稳定性，而且是地下水库平稳运行和煤矿安全高效生产的基础。
[0004]现有技术中的地下水库煤柱主要影响因素有：1、地应力作用：开采扰动破坏了煤体原有的应力平衡状态转而处于高应力环境；2、矿压作用：矿压随同层煤或不同层煤的开采一直处于动态变化中，对煤柱坝体的稳定性产生重大影响；3、岩体侧向压力：垮落于采空区内的顶板岩体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于煤柱塑性区分布的煤柱坝体稳定性分析方法，其特征在于，包括：S1：勘探煤矿井田的地质情况；S2：通过理论公式计算所述煤矿井田中煤柱坝体的尺寸；S3：确定所述煤柱坝体的稳定性影响因素；S4：通过所述煤矿井田的地质情况、所述煤柱坝体尺寸和所述煤柱坝体的稳定性影响因素确定三维仿真模型，在仿真软件中通过所述三维仿真模型分别模拟所述煤柱坝体的宽度、所述煤柱坝体的采高、所述煤柱坝体的埋深、所述煤柱坝体的承受水压及不同顶底板条件对煤柱塑性区稳定性影响；S5：将理论分析数据和所述仿真软件的分析数据进行对比，得出合理的所述煤柱坝体的宽度、所述煤柱坝体的采高、所述煤柱坝体的埋深、所述煤柱坝体的承受水压及所述顶底板条件。2.根据权利要求1所述的基于煤柱塑性区分布的煤柱坝体稳定性分析方法，其特征在于，S4包括：在所述仿真软件中确定煤岩层物理学参数，并通过所述煤矿井田的煤质情况，选取莫尔
‑
库伦本构模型作为所述煤岩层的本构模型；在所述仿真软件中，选定完所述煤岩层物理学参数和所述煤岩层的本构模型后，采取控制变量法，分别对所述煤柱坝体的宽度、所述煤柱坝体的采高、所述煤柱坝体的埋深、所述煤柱坝体的承受水压及不同顶底板条件进行仿真模拟。3.根据权利要求2所述的基于煤柱塑性区分布的煤柱坝体稳定性分析方法，其特征在于，通过所述仿真软件对所述煤柱坝体的宽度进行仿真模拟包括：选取不同的所述煤柱坝体的宽度，将所述煤柱坝体的采高、所述煤柱坝体的埋深、所述煤柱坝体的承受水压的数值保持不变，所述顶底板条件选取为细砂岩，分析在不同的所述煤柱坝体的宽度下对所述煤柱塑性区稳定性影响。4.根据权利要求3所述的基于煤柱塑性区分布的煤柱坝体稳定性分析方法，其特征在于，分析在不同的所述煤柱坝体的宽度下对所述煤柱塑性区稳定性影响包括：通过所述仿真软件分析得出的不同的所述煤柱坝体的宽度的垂直应力云图，观察不同的所述煤柱坝体的宽度下对所述煤柱塑性区稳定性的影响，并分析不同的所述煤柱坝体的宽度变化过程中的垂直应力分布形态。5.根据权利要求2所述的基于煤柱塑性区分布的煤柱坝体稳定性分析方法，其特征在于，通过所述仿真软件对所述煤柱坝体的采高进行仿真模拟包括：选取不...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺安民，李雪佳，吴宝杨，张勇，王路军，武洋，胡博文，赵希栋，
申请(专利权)人：中国神华能源股份有限公司神东煤炭分公司，
类型：发明
国别省市：