一种基于大倾角矸石滑移充填效应的数值模型构建及参数设计方法技术

本发明专利技术提供一种基于大倾角矸石滑移充填效应的数值模型构建及参数设计方法，包括：获取大倾角煤层采矿地质条件；对采空区顶板冒落矸石的压实特性进行测试，得到矸石应力与应变的σ‑ε曲线以及矸石碎胀系数K<subgt;p</subgt;；通过FLAC<supgt;3D</supgt;数值模拟软件建立double yield模型，模拟顶板冒落矸石压实过程，将试验及模拟分别得到的σ‑ε曲线进行拟合，反演得到冒落矸石物理力学参数；通过采空区冒落矸石滑移充填区域长度量化公式，初步得到充填区域长度L<subgt;初</subgt;，结合大倾角工作面支架工作阻力实测数据，确定充填区域长度L。该方法操作简单、准确，可为大倾角煤层开采矿压规律研究提供新思路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤矿大倾角煤层工作面开采，特别是一种基于大倾角矸石滑移充填效应的数值模型构建及参数设计方法。

技术介绍

1、大倾角煤层(一般指煤层倾角35°～55°的煤层)是国内外公认的难采复杂煤层，其中我国大倾角煤层广泛分布于各大矿区。占我国煤炭储量、产量分别为10％～20％、5％～8％。大倾角煤层赋存条件的复杂性导致了大倾角工作面开采时覆岩运移机理的复杂性。揭示探明大倾角工作面覆岩运移规律特征，对于大倾角煤层安全高效开采具有重要意义。

2、在此背景下，提出一种准确模拟大倾角煤层顶板冒落、矸石滑移充填的矿压显现规律研究数值模拟方法，以研究大倾角矸石滑移充填条件下，大倾角采场、巷道的覆岩运移及矿压显现规律。

技术实现思路

1、专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种基于大倾角矸石滑移充填效应的数值模型构建及参数设计方法，采用数值模拟，简单易实施且准确性高。

2、技术方案：为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：

3、本专利技术的第一个目的是，提供一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于大倾角矸石滑移充填效应的数值模型构建及参数设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述采矿地质条件参数包括：煤层倾角α、各岩层煤层厚度m、埋深H、工作面倾向长度L1、工作面走向长度L2、采空区走向长度L3。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述煤层倾角α大于采空区冒落矸石的自然安息角。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各岩层物理力学参数包括各岩层的：体积模量K、剪切模量G、抗拉强度Rm、内摩擦角内聚力c及密度ρ。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在...

【技术特征摘要】

1.一种基于大倾角矸石滑移充填效应的数值模型构建及参数设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述采矿地质条件参数包括：煤层倾角α、各岩层煤层厚度m、埋深h、工作面倾向长度l1、工作面走向长度l2、采空区走向长度l3。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述煤层倾角α大于采空区冒落矸石的自然安息角。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各岩层物理力学参数包括各岩层的：体积模量k、剪切模量g、抗拉强度rm、内摩擦角内聚力c及密度ρ。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述double yield模型通过flac3d数值模拟软件建立；

6.根据权利要求5所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙强，李鹏杰，张吉雄，张强，黄鹏，房万伟，赵瑞，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：