一种岩石碎胀系数的测量及调控方法技术

本申请提出了一种岩石碎胀系数的测量及调控方法，涉及煤矿开采领域，包括：依据预设的相似比与液压支架个数，确定模拟后工作面岩层砌筑的混凝土砌块的个数与宽度；采用岩层模拟材料构建工作面岩层，根据岩性差异对岩层模拟材料进行不同着色，并在各个岩层的分界处布设多个测点，记录各测点的高度；根据不同的开采因素设置不同开采条件，根据不同的开采条件对工作面岩层进行开采，待岩层垮落后，记录各测点开采后的高度；基于各测点开采前和开采后的高度，计算不同开采条件下各岩层的岩石碎胀系数，并基于岩石碎胀系数，评估不同开采因素对岩石碎胀系数的影响，本申请能够评估不同因素对岩层碎胀系数影响的主次顺序，方便碎胀系数的调控。的调控。的调控。

【技术实现步骤摘要】
一种岩石碎胀系数的测量及调控方法


[0001]本申请涉及煤矿开采领域，尤其涉及一种岩石碎胀系数的测量及调控方法。

技术介绍

[0002]方便快捷的测量岩石碎胀系数及研究碎胀系数的调控方法，对煤矿开采引起的地表沉陷预计、地表沉陷控制、岩层运动位移分析等均具有重要的理论意义和现实意义。国内外学者对岩石碎胀系数测量进行了大量研究，专利技术了多种实验装置和测量方法，但对采煤工作面整个布置方向的碎胀系数测量没有涉足。
[0003]将同样岩性按照同一个碎胀系数进行工程计算，往往造成局部不准确的后果。同时，在碎胀系数选取时，学者主要依据岩性进行考虑，不同岩性对应不同的碎胀系数，未考虑碎胀空间、工作面液压支架移架次序以及定向切顶等对同一岩性的碎胀系数的影响，也未给出碎胀系数的调控方法。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，提出了一种岩石碎胀系数的测量及调控方法，通过设计相似模拟实验，根据不同的开采条件测量出工作面液压支架移架、垮落空间、切顶方式、切顶高度与岩性等因素对岩层碎胀系数影响的主次顺序，直观再现工程状况，方便碎胀系数的调控。
[0005]本申请第一方面提出一种岩石碎胀系数的测量及调控方法，包括：依据预设的相似比与液压支架个数，确定模拟后工作面岩层砌筑的混凝土砌块的个数与宽度；采用岩层模拟材料构建所述工作面岩层，根据岩性差异对所述岩层模拟材料进行不同着色，并在各个岩层的分界处布设多个测点，记录各测点的高度；根据岩层岩性、采高高度、切顶高度、切顶方式与混凝土砌块抽出顺序设置不同开采条件，根据不同的所述开采条件分别对所述工作面岩层进行开采，待岩层垮落后，记录各测点开采后的高度；基于不同开采条件下各测点开采前和开采后的高度，计算不同开采条件下各岩层的岩石碎胀系数，并基于所述岩石碎胀系数，评估不同开采因素对所述岩石碎胀系数的影响。
[0006]可选的，所述根据岩层岩性、采高高度、切顶高度、切顶方式与混凝土砌块抽出顺序设置不同开采条件，包括：固定所述岩层岩性、所述切顶高度、所述切顶方式与所述混凝土砌块抽出顺序，设置所述采高高度分别为第一高度、第二高度与第三高度；固定所述岩层岩性、所述采高高度、所述切顶方式与所述混凝土砌块抽出顺序，设置所述切顶高度分别为所述采高高度的二倍、三倍与四倍；固定所述岩层岩性、所述采高高度、所述切顶高度与所述混凝土砌块抽出顺序，设置所述切顶方式分别为单侧切顶与双侧切顶；
固定所述岩层岩性、所述采高高度、所述切顶高度、所述切顶方式，设置所述混凝土砌块抽出顺序分别为顺序抽取混凝土砌块与间隔抽取混凝土砌块；固定所述采高高度、所述切顶高度、所述切顶方式与所述混凝土砌块抽出顺序，设置所述岩层岩性为第一岩性与第二岩性。
[0007]可选的，所述基于不同开采条件下各测点开采前和开采后的高度，计算不同开采条件下各岩层的岩石碎胀系数，包括：对于某一开采条件，以所述工作面岩层的第二层位为例，以A1点与B1点为计算基准时，其中，A1点位于B1点正下方，A1点位于所述第二层位的底部边界，B1点位于所述第二层位的顶部边界，通过开采前后A1点与B1点的高度变化，计算所述第二层位的岩石碎胀系数，公式化为：,其中，与分别为B1点与A1点开采后的高度，与分别为B1点与A1点开采前的高度。
[0008]可选的，所述基于所述岩石碎胀系数，评估不同开采因素对所述岩石碎胀系数的影响，包括：以同一岩层的同样两个测点为计算基准，分别以第一开采条件、第二开采条件与第三开采条件对所述工作面岩层进行开采，获得对应的第一岩石碎胀系数、第二岩石碎胀系数与第三岩石碎胀系数；若所述第二开采条件与所述第一开采条件中仅有一个开采因素不同，且所述第三开采条件与所述第一开采条件中也仅有一个开采因素不同，且，则有：若，则开采因素对所述岩石碎胀系数的影响小于开采因素；若，则开采因素对所述岩石碎胀系数的影响等于开采因素；若，则开采因素对所述岩石碎胀系数的影响大于开采因素。
[0009]可选的，所述方法，还包括:对于某一开采条件以及所述工作面岩层的某一层位，通过不同位置的多个测点计算该层位不同位置的多个岩石碎胀系数；通过比较该层位不同位置的多个岩石碎胀系数，评估距离工作面边界距离对所述岩石碎胀系数的影响。
[0010]本申请第二方面提出一种岩石碎胀系数的测量及调控装置，包括：相似比模拟模块，用于依据预设的相似比与液压支架个数，确定模拟后工作面岩层砌筑的混凝土砌块的个数与宽度；构建模块，用于采用岩层模拟材料构建所述工作面岩层，根据岩性差异对所述岩层模拟材料进行不同着色，并在各个岩层的分界处布设多个测点，记录各测点的高度；处理模块，用于根据岩性、采高高度、切顶高度、切顶方式与混凝土砌块抽出顺序设置不同开采条件，根据不同的所述开采条件分别对所述工作面岩层进行开采，待岩层垮落后，记录各测点开采后的高度；计算模块，用于基于不同开采条件下各测点开采前和开采后的高度，计算不同开
采条件下各岩层的岩石碎胀系数，并基于所述岩石碎胀系数，评估不同开采因素对所述岩石碎胀系数的影响。
[0011]本申请第三方面提出一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上述第一方面中任一所述的方法。
[0012]本申请第四方面提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面中任一所述的方法。
[0013]本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：通过设计相似模拟实验，突破以往工程实践时认为相同层位岩层碎胀系数取值相同的观点，根据不同的开采条件得出不同因素对岩层碎胀系数影响的主次顺序，能直观再现工程状况，方便碎胀系数的调控。
[0014]本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0015]本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本申请实施例示出的一种岩石碎胀系数的测量及调控方法的流程图；图2是根据本申请实施例示出的工作面岩层的模拟图；图3是根据本申请实施例示出的一种岩石碎胀系数的测量及调控装置的框图；图4是一种电子设备的框图。
具体实施方式
[0016]下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0017]图1是根据本申请实施例示出的一种岩石碎胀系数的测量及调控方法的流程图，包括：步骤101，依据预设的相似比与液压支架个数，确定模拟后工作面岩层砌筑的混凝土砌块的个数与宽。
[0018]本申请实施例中，设置相似比为1:100。
[0019]一种可能的实施例中，工作面布置长度为200m，液压支架单台宽度为1.5m，工作面相似模拟实验本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种岩石碎胀系数的测量及调控方法，其特征在于，包括：依据预设的相似比与液压支架个数，确定模拟后工作面岩层砌筑的混凝土砌块的个数与宽度；采用岩层模拟材料构建所述工作面岩层，根据岩性差异对所述岩层模拟材料进行不同着色，并在各个岩层的分界处布设多个测点，记录各测点的高度；根据岩层岩性、采高高度、切顶高度、切顶方式与混凝土砌块抽出顺序设置不同开采条件，根据不同的所述开采条件分别对所述工作面岩层进行开采，待岩层垮落后，记录各测点开采后的高度；基于不同开采条件下各测点开采前和开采后的高度，计算不同开采条件下各岩层的岩石碎胀系数，并基于所述岩石碎胀系数，评估不同开采因素对所述岩石碎胀系数的影响。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据岩层岩性、采高高度、切顶高度、切顶方式与混凝土砌块抽出顺序设置不同开采条件，包括：固定所述岩层岩性、所述切顶高度、所述切顶方式与所述混凝土砌块抽出顺序，设置所述采高高度分别为第一高度、第二高度与第三高度；固定所述岩层岩性、所述采高高度、所述切顶方式与所述混凝土砌块抽出顺序，设置所述切顶高度分别为所述采高高度的二倍、三倍与四倍；固定所述岩层岩性、所述采高高度、所述切顶高度与所述混凝土砌块抽出顺序，设置所述切顶方式分别为单侧切顶与双侧切顶；固定所述岩层岩性、所述采高高度、所述切顶高度、所述切顶方式，设置所述混凝土砌块抽出顺序分别为顺序抽取混凝土砌块与间隔抽取混凝土砌块；固定所述采高高度、所述切顶高度、所述切顶方式与所述混凝土砌块抽出顺序，设置所述岩层岩性为第一岩性与第二岩性。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于不同开采条件下各测点开采前和开采后的高度，计算不同开采条件下各岩层的岩石碎胀系数，包括：对于某一开采条件，以所述工作面岩层的第二层位为例，以A1点与B1点为计算基准时，其中，A1点位于B1点正下方，A1点位于所述第二层位的底部边界，B1点位于所述第二层位的顶部边界，通过开采前后A1点与B1点的高度变化，计算所述第二层位的岩石碎胀系数，公式化为：,其中，与分别为B1点与A1点开采后的高度，与分别为B1点与A1点开采前的高度。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙闯，程健，骆意，张晓雨，王广福，周天白，
申请(专利权)人：天地科技股份有限公司北京技术研究分公司，
类型：发明
国别省市：