一种基于量纲分析法的缓倾斜矿柱强度预测方法及系统技术方案

本发明专利技术属于矿柱强度荷载稳定性预测技术领域，公开了一种基于量纲分析法的缓倾斜矿柱强度预测方法，本发明专利技术通过根据Mohr‑Coulomb准则，建立出垂直岩柱强度公式和倾斜岩柱强度荷载公式比例关系，构建倾斜矿柱的强度和垂直矿柱的强度比值公式，构建了一种从水平矿柱到倾角矿柱之间的转化比例关系，在数据处理方面简化了矿柱强度公式的复杂性。本发明专利技术在量纲分析的基础下，在对矿柱强度经验公式引入的比例因素，巧妙的通过垂直矿柱的强度计算方法，搭建出一种缓倾斜矿柱与垂直矿柱之间的荷载比例关系，通过量纲的引入，能够很好的预测出缓倾斜矿柱的强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于矿柱强度荷载稳定性预测，尤其涉及一种基于量纲分析法的缓倾斜矿柱强度预测方法。

技术介绍

1、缓倾斜矿体是一种常见的在0°～30°之间的倾角矿体，随着矿产资源的大面积发掘，对近地表层的矿物采掘已经具有很多经验和方法，但随着深部资源的开发利用，大量的深部具有缓倾斜特性的矿体也面临着被开采利用的需求。大量的缓倾斜矿体在开挖时都被看作水平矿体进行不断掘进，在考虑矿体稳定时候没有针对缓倾斜矿柱压载强度对地下工程的影响，所以很多时候缺乏对此类缓倾斜矿体稳定评判因素。近年来随着深部矿体开采的不断掘进，大量的缓倾斜矿柱压载强度也成为很多工程开发过程中对矿体稳定的评判因素。对这类缓倾斜矿柱的稳定性研究，不仅影响着工程应用的进程，还对工作人员的生命安全以及财产安全存在着潜在影响。因此，缓倾斜矿柱的强度预测对矿山开采和采矿人员的安全保障是极为重要。

2、为了能够优化这种缓倾斜矿体在开采过程中的矿柱稳定，大量的技术人员进行了研究：公告号为cn103967493b的中国专利技术专利公开了“一种缓倾斜薄矿体矿柱开采方法”，该专利方法涉及到对缓倾斜矿柱的强度判本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于量纲分析法的缓倾斜矿柱强度预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述基于量纲分析法的缓倾斜矿柱强度预测方法，其特征在于，所述垂直矿柱强度经验公式要符合常规的矿柱强度计算。

3.如权利要求1所述基于量纲分析法的缓倾斜矿柱强度预测方法，其特征在于，所述步骤S2，根据受载路径相同的压剪联合加载实验的模型预测，其需要引入的量纲表达的变量为：σ是支柱强度；E为立柱变形模量；Erf是顶板或底板地层的变形模量；c是岩柱的凝聚力；h为柱高；w是支柱宽度；L为柱长；ν是支柱的泊松比；νrf是顶板或底板地层的泊松比；φ是支柱的内摩擦角；θ为矿柱/煤柱倾角；...

【技术特征摘要】

1.一种基于量纲分析法的缓倾斜矿柱强度预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述基于量纲分析法的缓倾斜矿柱强度预测方法，其特征在于，所述垂直矿柱强度经验公式要符合常规的矿柱强度计算。

3.如权利要求1所述基于量纲分析法的缓倾斜矿柱强度预测方法，其特征在于，所述步骤s2，根据受载路径相同的压剪联合加载实验的模型预测，其需要引入的量纲表达的变量为：σ是支柱强度；e为立柱变形模量；erf是顶板或底板地层的变形模量；c是岩柱的凝聚力；h为柱高；w是支柱宽度；l为柱长；ν是支柱的泊松比；νrf是顶板或底板地层的泊松比；φ是支柱的内摩擦角；θ为矿柱/煤柱倾角；μ是支柱和顶板/底板之间的界面摩擦系数。

4.如权利要求3所述基于量纲分析法的缓倾斜矿柱强度预测方法，其特征在于，所述表1中12个变量用两个量纲来表示：其中π个项使用e和h来展现，将倾斜矿柱行为表现为以下函数公式：

5.如权利要求4所述基于量纲分析法的缓倾斜矿柱强度...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗斌玉，李大忠，刘晓云，叶义成，胡南燕，姚囝，苏辕，刘兰心，易文武，肖枫亦，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：