【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤矿矿震预测，具体涉及一种大尺度菱形组合悬臂板对矿震影响的判断方法。
技术介绍
1、在一些矿井中，矿震已经成为最主要的灾害之一。这些矿震不仅频繁地中断和阻碍了矿井的日常生产活动，导致生产效率的大幅下降，还对矿区工作人员的生命安全构成了严重威胁。此外，矿震还可能对矿区的设施与设备造成损坏，增加经济损失，严重时甚至可能导致矿井结构的破坏，增加事故的发生风险。因此，矿震不仅是一个生产上的障碍，更是一个不容忽视的安全隐患。
2、但是目前对矿震仍难以进行有效的预测，因为缺乏准确计算矿震能量和震级的理论公式，只能通过监测仪器获取矿震的能量和震级，矿震只能先发生，后被监测仪器接收到，不能有效预测矿震，因此矿井不能针对性地进行防治；尽管已经提出了关键层断裂型矿震能量计算公式，但是很难适用于开采条件复杂的情况，特别是对于非均厚开采条件下的矿井，其采场上方可能会形成大尺度的菱形组合悬臂板结构，这种结构由于尺寸大，会积聚大量的应变能，随着开采扰动发生破断，容易引发大能量矿震，进而造成井下和地面明显的震感反应，严重威胁矿井的安全生产，然而目前没有关于组合悬臂板破断型矿震能量计算的研究。
技术实现思路
1、本专利技术针对以上问题，提出了一种大尺度菱形组合悬臂板对矿震影响的判断方法，通过提前计算组合悬臂板破断导致的矿震的能量和震级，从而能够针对性地制定矿震灾害防治措施，确保矿井安全生产；所述方法包括如下步骤：
2、s1：将工作面沿走向划分为a开采区域和b开采区域，a开采区
3、s2：对工作面上覆岩层进行关键层判别，确定上覆岩层中关键层的分布；
4、s3：确定a开采区域的导水裂隙发育高度ha以及b开采区域的导水裂隙发育高度hb，并根据公式(1)计算组合悬臂板厚度h；
5、h＝ha-hb (1)
6、式中，h为组合悬臂板的厚度，m；ha为a开采区域导水裂隙发育高度，m；hb为b开采区域导水裂隙发育高度，m；
7、s4：确定组合悬臂板中关键层的位置，并将每一关键层所控制的多层岩层简化为性质一致的一个软岩层组；确定组合悬臂板中关键层和软岩层组的总层数n，以及各关键层和软岩层组的弹性模量、重力密度、抗拉强度、厚度参数；
8、s5：采用公式(2)和(3)计算组合悬臂板的断裂步距l
9、
10、式中，l为组合悬臂板的断裂步距(m)；rt为组合悬臂板中最下部关键层的抗拉强度(pa)；q1为组合悬臂板中最下部关键层承受的组合悬臂板中上覆岩层载荷(n/m2)；e1为组合悬臂板中最下部关键层的弹性模量(pa)；ei为组合悬臂板中自下而上第i层关键层或者软岩层组的弹性模量(pa)；h1为组合悬臂板中最下部关键层的厚度(m)；hi为组合悬臂板中自下而上第i层关键层或者软岩层组的厚度(m)；γ1为组合悬臂板中最下部关键层的重力密度(n/m3)；γi为组合悬臂板中自下而上第i层关键层或者软岩层组的重力密度(n/m3)；n为组合悬臂板中关键层和软岩层组的总层数；
11、s6：采用公式(4)～(8)，计算组合悬臂板破断导致的矿震能量e
12、e＝η(et+eg) (4)
13、
14、式中，e为矿震能量(j)，η为弹性变形能和重力势能转化为震动能量的转化系数，一般取0.26％～3.6％；et为组合悬臂板破断释放的弹性变形能(j)；eg为组合悬臂板破断后回转下沉所释放的重力势能(j)；qi为组合悬臂板中自下而上第i层关键层或者软岩层组承受的组合悬臂板中上覆岩层载荷(n/m2)；b为工作面宽度(m)；θ为组合悬臂板破断后的回转角度；ρi为组合悬臂板中自下而上第i层关键层或者软岩层组的平均密度(kg/m3)；g为重力加速度(m/s2)；kp为岩石的残余碎胀系数；ii为组合悬臂板中自下而上第i层关键层或者软岩层组的断面惯性矩(m4)；mb为b开采区域煤层的平均厚度(m)；
15、s7：把步骤s6中计算得到的矿震能量e，通过公式(9)转换为里氏震级ms
16、lge＝1.9ms+1.8 (9)
17、s8：判断步骤s7中计算得到的里氏震级ms是否满足ms≥1.7，如果满足则组合悬臂板破断对矿震有显著影响。
18、本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：
19、本专利技术能够预先计算出组合悬臂板断裂时释放的矿震能量，从而能够预测受采动影响下组合悬臂板破断所诱发的矿震等级；矿井可以依据此方法对矿震等级进行预测，并据此采取主动且有效的防治措施，以确保煤矿的安全生产。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种大尺度菱形组合悬臂板对矿震影响的判断方法，其特征在于，包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种大尺度菱形组合悬臂板对矿震影响...
【专利技术属性】
技术研发人员：张田录，朱卫兵，赵龙，柴发英，张玉生，罗讯，罗威，
申请(专利权)人：窑街煤电集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。