一种预测煤层顶板断裂能量释放方法及系统技术方案

技术编号:43871837 阅读:29 留言:0更新日期:2024-12-31 18:56
本发明专利技术属于煤矿安全生产技术领域,公开了一种预测煤层顶板断裂能量释放方法及系统。该方法计算岩梁储存的最大弯曲应变能;得到岩梁断裂能量释放特征;得到岩梁的能量释放能力与岩性指标、尺寸指标的关系借助数值模拟研究岩梁尺寸指标和岩性指标对能量释放系数的影响,拟合得到岩性指标和能量释放系数的函数关系;利用数值模拟方法验证岩梁断裂释能预测方法的表达式的准确性及适用性。本发明专利技术提出了岩梁断裂释能预测方法,预测效果较好,可有效避免或减少顶板断裂型冲击地压灾害的发生,可以预测岩梁断裂释放的总能量,对矿井的安全生产具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于煤矿安全生产,尤其涉及一种预测煤层顶板断裂能量释放方法及系统


技术介绍

1、煤层开采后,由于强度高、整体性强、厚且坚硬的顶板难以及时垮落,采空区顶板失去煤层的支撑从而造成大面积悬露,地层中应力分布重新调整,导致应力集中和应变能积聚,悬露顶板在上覆岩层的加载作用下将发生变形,当顶板内部应力超过其抗拉强度时发生断裂失稳。

2、顶板断裂是一种在能量作用下发生的状态失稳现象。所以,通过对坚硬顶板的能量状况进行监测,可以判断其断裂风险,进而判断其是否会发生冲击地压。现有用于顶板断裂型冲击地压的监测预警方法主要包括应力监测法、微震监测法、电磁辐射监测法、钻屑监测法等,但是,目前的监测预警方法还不能对顶板的能量状态进行直接、精确的监测,导致对顶板断裂预警的准确性较低。

3、专利技术专利(公开号cn116792153a,公开日20230922)公开了一种顶板断裂预警方法,此方法提出了基于应变监测的顶板断裂监测方法,通过直接监测顶板变形情况来弥补现有监测方法滞后性、间接性的不足,监测坚硬顶板在不同类型载荷下的变形情况,实现对顶板断裂的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种预测煤层顶板断裂能量释放方法,其特征在于,该方法包括:

2.根据权利要求1所述的预测煤层顶板断裂能量释放方法,其特征在于,在步骤S1中,计算岩梁储存的最大弯曲应变能,包括:

3.根据权利要求2所述的预测煤层顶板断裂能量释放方法,其特征在于,在步骤S2中,得到岩梁断裂能量释放特征,包括:

4.根据权利要求1所述的预测煤层顶板断裂能量释放方法,其特征在于,在步骤S3中,得到岩梁的能量释放能力与岩性指标、尺寸指标的关系,包括:

5.根据权利要求4所述的预测煤层顶板断裂能量释放方法,其特征在于,在步骤S4中,拟合得到岩性指标和能量释放系数的...

【技术特征摘要】

1.一种预测煤层顶板断裂能量释放方法,其特征在于,该方法包括:

2.根据权利要求1所述的预测煤层顶板断裂能量释放方法,其特征在于,在步骤s1中,计算岩梁储存的最大弯曲应变能,包括:

3.根据权利要求2所述的预测煤层顶板断裂能量释放方法,其特征在于,在步骤s2中,得到岩梁断裂能量释放特征,包括:

4.根据权利要求1所述的预测煤层顶板断裂能量释放方法,其特征在于,在步骤s3中,得到岩梁的能量释放能力与岩性指标、尺寸指标的关系,包括:

5.根据权利要求4所述的预测煤层顶板断裂能量释放方法,其特征在于,在步骤s4中,拟合得到岩性指标和能量释放系数的函数关系,包括:

6.根据权利要求5所述的预测煤层顶板断裂能量释放方法,其特征在于,在步骤s401中,pfc2d三点弯曲梁的数值模型尺寸为200mm×40mm,下部加载点之间的跨距为150mm,共...

【专利技术属性】
技术研发人员:张鹏飞朱志倩赵同彬王志奇郭伟耀郭磊谷雪斌
申请(专利权)人:山东科技大学
类型:发明
国别省市:

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