一种浅埋煤层开采关键层采动裂缝演化模型计算方法技术

本发明专利技术公开了一种浅埋煤层开采关键层采动裂缝演化模型计算方法，包括根据相似模拟实验，将采动裂缝分为Ⅰ‑Ⅰ型采动裂缝和Ⅰ‑Ⅱ采动裂缝；根据采动裂缝扩展方向的应力关系，确定岩层破断角；建立采动作用下下行Ⅰ型采动裂缝发育深度计算模型；建立上行Ⅰ型采动裂缝演化高度计算模型；建立上行Ⅱ型采动裂缝演化高度计算模型；通过下行Ⅰ型采动裂缝发育深度、上行Ⅰ型和Ⅱ型采动裂缝发育高度，建立采动裂缝贯通判定模型。本发明专利技术通过对矿井工作面开采采动裂缝的演化特征的研究，提出了符合现场实际生产条件的采动裂缝计算模型，并将微观和宏观裂缝研究方法相结合，得出了采动裂缝贯通的判别式，提高了采动裂缝在矿井实际生产中的指导作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤层开采，尤其是涉及一种浅埋煤层开采关键层采动裂缝演化模型计算方法。

技术介绍

1、采动裂缝是煤炭开采过程中不可回避的难题，同时其作为漏风、溃水溃沙灾害的主导因素成为复合矿井灾害发生的先导条件。矿井回采导致承载关键层破断，对上覆载荷层控制能力削弱，促使采动裂缝充分演化。采动裂缝的形成一方面受开采参数影响，另一方面由关键层赋存条件控制。关键层破断特征及形成的承载结构，决定了采动裂缝的形态。采动裂缝是关键层破断形式的体现，关键层破断是采动裂缝形成的先决条件，两者存在极强的因果关系。由此可见，对采动裂缝的研究，应是关键层破断结构和采动裂缝综合分析的过程。

2、由断裂力学可知，物体形成的裂缝形态共3类，分别为张开型(ⅰ型)、滑开型(ⅱ型)和撕开型(ⅲ型)，对应于采动裂缝为拉伸型采动裂缝和剪切型采动裂缝，撕开型在开采过程中出现概率较少。工作面回采覆岩破断特征可分为垮落带、裂缝带和弯曲下沉带，针对典型浅埋煤层开采未见弯曲下沉带。对于裂缝的分布形态，通过对工作面回采结束后，地表或其剖面图形成整体裂缝形状进行定义，提出了诸如o形圈、高位环形裂隙体本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种浅埋煤层开采关键层采动裂缝演化模型计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.按照权利要求1所述的一种浅埋煤层开采关键层采动裂缝演化模型计算方法，其特征在于：步骤S2中所述岩层包括关键层、上覆岩层和直接顶。

3.按照权利要求1所述的一种浅埋煤层开采关键层采动裂缝演化模型计算方法，其特征在于：步骤S2中所述采动裂缝扩展方向包括水平主应力扩展方向和垂直主应力扩展方向，所述水平主应力扩展方向为最大主应力扩展方向，所述垂直主应力扩展方向为最小主应力扩展方向。

4.按照权利要求1所述的一种浅埋煤层开采关键层采动裂缝演化模型计算方法，其特征在于：步骤S1中所...

【技术特征摘要】

1.一种浅埋煤层开采关键层采动裂缝演化模型计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.按照权利要求1所述的一种浅埋煤层开采关键层采动裂缝演化模型计算方法，其特征在于：步骤s2中所述岩层包括关键层、上覆岩层和直接顶。

3.按照权利要求1所述的一种浅埋煤层开采关键层采动裂缝演化模型计算方法，其特征在于：步骤s2中所述采动裂缝扩展方向包括水平主应力扩展方向和垂直主应力扩展方向，所述水平主应力扩展方向为最大主应力扩展方向，所述垂直主应力扩展方向为最小主应力扩展方向。

4.按照权利要求1所述的一种浅埋煤层开采关键层采动裂缝演化模型计...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，何义峰，刘辉，孙建平，罗鹏坤，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：