申请/专利权人：中国矿业大学

申请日：2022-07-25

公开（公告）日：2024-05-14

公开（公告）号：CN115203852B

主分类号：G06F30/17

分类号：G06F30/17;G06F30/20;E21F15/00;G06F111/10;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.14#授权;2022.11.04#实质审查的生效;2022.10.18#公开

摘要：本发明公开了一种煤矿开采嗣后空间矸石注浆时机确定方法，属于矿井充填技术领域。首先开展矿井注浆区域岩层钻孔取样，并测定其物理力学参数，然后基于上述参数应用离散元模拟软件建立嗣后空间空隙演化模型，研究嗣后空间发育衰减规律，计算出注浆时机T1，再分析试验区域相邻工作面地表变形实测数据，研究其关键层破断规律，基于此确定嗣后空间注浆时机T2；综合考虑上述两个注浆时机，确定该煤矿最佳的嗣后空间注浆时机。该方法为煤矿开采嗣后空间注浆充填时机研究提供参考，确保注浆效果良好，进一步丰富了注浆充填理论，使得嗣后空间矸石注浆充填技术实践应用性以及可推广性更强。

主权项：1.一种煤矿开采嗣后空间矸石注浆时机确定方法，其特征在于：利用计算机建立嗣后空间空隙演化模型，模拟嗣后空间发育衰减规律，确定注浆时机T1；再分析试验区域相邻工作面地表变形实测数据，研究其关键层破断规律，基于此确定嗣后空间注浆时机T2；综合考虑上述两个注浆时机，确定出该煤矿最佳的嗣后空间注浆时机T，防止注浆作业对采空区造成二次影响；具体步骤如下：1）基于实验室单轴压缩、拉伸、剪切试验测试矸石注浆区域煤岩物理力学特性，得到矸石注浆区域煤岩的物理力学参数；2）根据试验测得的煤岩物理力学参数，结合工作面开采高度、工作面尺寸、岩性结构、煤层埋藏深度信息，利用离散元数值模拟软件构建基于离散元的嗣后空间空隙时空演化模型，通过模拟节理岩石或离散块体岩石在准静载或动载条件下的力学行为，模拟出煤层开采完成后顶板垮落出现空隙的力学行为，随着开采长度的增加获得整个嗣后空间空隙的分布及演化规律；3）识别嗣后空间空隙的分布及空隙率的演化规律数据，根据不同的参数：开采高度、工作面尺寸、工作面区域、模拟步数获得对应的嗣后空间空隙率数据，然后将嗣后空间空隙率数据转化成对应嗣后空间空隙率演化曲线，根据嗣后空间空隙率演化曲线判断该嗣后空间的空隙衰减规律，从而确定该参数下的嗣后空间的注浆时机范围T1；基于空隙率分布时空演化规律确定注浆时机范围T1的原则为空隙率越大，越适合嗣后空间矸石注浆；4）结合实际矿井的实测数据，分析矿井试验区域临近工作面地表变形特征，分析煤层采动关键层破断时间，即发现地表大幅度下沉则表示关键层破断，基于关键层破断规律，确定嗣后空间注浆时机范围T2；基于关键层破断规律确定注浆时机范围T2的原则为关键层未破断、地表下沉值小且稳定时适合嗣后空间矸石注浆；5）综合考虑通过计算机模拟的嗣后空间空隙时空演化模型最终确定的注浆时机范围T1与矿井实测数据确定出来的嗣后空间注浆时机范围T2，确定最终的注浆时机T；6）对试验区域工作面实际注浆过程中，实时监测注浆压力、注浆流量、地表变形数据，判断该注浆时机T是否正确，并基于反馈予以修正。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国矿业大学 一种煤矿开采嗣后空间矸石注浆时机确定方法

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