申请/专利权人：中国矿业大学;中国神华能源股份有限公司

申请日：2024-04-17

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN118228638A

主分类号：G06F30/28

分类号：G06F30/28;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.06.21#公开

摘要：本发明公开了一种煤矿地面钻井矸石流态化注浆充填体积的设计方法，属于矿山充填领域。包括如下步骤：分析空隙产生的原因及空间分布，建立覆岩空隙率三维分布函数；基于覆岩的物理力学特性，利用离散元数值模拟软件构建基于离散元的覆岩空间空隙时空演化模型，得到覆岩空隙率的演化规律；研究不同影响因素下矸石料浆的扩散分布规律，确定最大注浆充填体积V1；根据充填工作面地表移动变形控制要求，确定最小注浆充填体积V2；根据V1和V2，结合注浆扩散试验得到的料浆扩散分布规律，设计注浆充填体积V。该方法为矸石流态化注浆充填体积设计提供了参考。

主权项：1.一种煤矿地面钻井矸石流态化注浆充填体积的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：基于设计矿井地质条件，分析空隙产生的原因及空间分布，建立煤矿覆岩空隙率三维分布函数，然后通过二重积分计算工作面的覆岩空隙体积；步骤2：在测试矿井的开采充填区使用矸石浆液进行充填，采集测试矿井工作面上覆岩石进行测试，得到矸石注浆流态化充填区域煤岩体的物理力学参数；利用离散元数值模拟软件构建基于离散元的覆岩空间空隙时空演化模型，得到覆岩空隙率的演化规律，从而模拟分析出测试矿井开采充填区覆岩空隙率的分布数值；步骤3：在实验室模拟覆岩空隙进行矸石注浆扩散充填试验，从而获取不同矸石注浆料浆配比和注浆压力下矸石料浆的扩散分布规律，根据扩散分布规律获取矸石流态化充填浆液扩散特征；步骤4：基于收集到的历史工作面岩层移动监测数据与地表下沉数据，通过相似地质条件的临近工作面预测充填工作面的实际覆岩发育情况，结合覆岩空隙率分布数值模拟及矸石注浆扩散试验，确定开采充填区覆岩的最大注浆充填体积V1；步骤5：根据充填工作面地表移动变形控制要求，结合覆岩空隙演化及矸石料浆的扩散分布规律，确定开采充填区覆岩的最小注浆充填体积V2；。步骤6：设计注浆充填体积：根据最大注浆充填体积V1和最小注浆充填体积V2，结合注浆扩散试验得到的料浆扩散分布规律，设计注浆充填体积V；步骤7：实时监测试验区域工作面注浆过程中的注浆压力、注浆流量、地表变形数据，并根据数据予以修正设计的开采充填区覆岩最佳注浆充填体积V。

全文数据：

权利要求：

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