System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种考虑裂隙连通率的煤柱坝体安全评估与防治办法制造技术_技高网

一种考虑裂隙连通率的煤柱坝体安全评估与防治办法制造技术

技术编号:44408287 阅读:1 留言:0更新日期:2025-02-25 10:21
煤柱坝体内部中裂隙连通状态对坝体稳定性具有重要的影响,煤矿地下水库在运营期间,坝体处在不同饱和度、不同水压和不同蓄、放水循环次数条件下时,会导致裂隙连通状态的不同使坝体处于不同的安全状态。通过人工系统对煤柱坝体进行实时监控,并对物理力学试验和传感器监测所得数据之间的函数表达式进行优化。同时,通过数值模拟软件建立煤柱坝体模型,将优化完表达式所得各参数赋予模型之中并进行模拟,对坝体中已出现裂缝处或裂隙存在发展趋势的区域,依据该区域当前压力与理论抗压强度或当前裂隙连通率与破坏时裂隙连通率两种评判方法进行安全评估,对危险区域根据风险级别采取相应防治措施。

【技术实现步骤摘要】

:本专利技术涉及煤矿地下水库煤柱坝体安全检测方法的,具体是一种考虑裂隙连通率的煤柱坝体安全评估与防治办法


技术介绍

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技术介绍

1、地下水库煤柱坝体的安全管理是煤矿开采过程中一个特别重要的方面,煤柱坝体不仅支撑着上覆岩层,防止地表塌陷,同时也保障了矿井内部的安全。当前技术缺乏对煤矿地下水库长期运营的考虑,在煤矿地下水库的运营过程中,水库经历蓄水与放水的循环不可避免的对煤柱坝体的安全造成影响。此外,地下水库中蓄、放水循环次数的多少以及水库蓄水高度会使煤矿地下水库煤柱坝体处于不同的状态而承受不同程度的压力,在压力作用下坝体内部裂隙连通率的上升会导致结构的进一步劣化从而导致坝体的最终破坏。

2、煤柱坝体内部中裂隙连通状态对坝体稳定性具有重要的影响,由于声发射技术与微震监测技术无法有效的监测坝体内部裂隙连通状态,并且现有技术中对于煤矿地下水库煤柱坝体安全评估步骤缺乏具体的阐述、对于煤矿地下水库煤柱坝体风险等级的划分和防治措施都缺乏标准评定和合理的应对措施。

3、通过对地下水库煤柱坝体的安全检测和评估,可以尽早发现煤柱坝体中的裂缝、孔隙或其他缺陷,对出现问题区域迅速采取合理的防治措施可以有效防止问题恶化,避免事故的发生,这不仅可以有效延长煤柱坝体的使用寿命,还可以减少后期不必要的时间和金钱的耗费。煤柱坝体的安全评估与防治不仅能够有效地提升煤矿工程的整体安全性,同时也为实现可持续发展目标奠定了坚实基础。为此,对于煤柱坝体的安全评估与防治办法的研究,提出一种考虑裂隙连通率的煤柱坝体安全评估与防治办法是十分必要的。


技术实现思路

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技术实现思路

1、煤矿地下水库煤柱坝体内部中裂隙连通状态与坝体的安全状况紧密相连,煤矿地下水库在运营期间,坝体处在不同饱和度、不同水压和不同蓄、放水循环次数条件下时,会导致裂隙连通状态的不同使坝体处于不同的安全状态,通过考虑煤柱坝体所处不同状态时的裂隙连通状态对坝体进行安全评估。包括以下步骤:

2、步骤1:对标准试样进行物理力学试验,获取试样在不同饱和度、不同水压和不同蓄、放水循环次数下的抗压强度关系以及试样破坏时裂隙连通率关系,并建立抗压强度和破坏时裂隙连通率函数表达式。

3、步骤2:对具有不同的裂隙连通率的试样进行渗流试验,获取各试样的渗透率,并建立裂隙连通率与渗透率之间的函数表达式。

4、步骤3:在地下水库煤柱坝体内侧布置应力传感器,在中部位置布置渗流监测器,获取坝体当前所处状态下所受压力与渗透率,将应力传感器和渗流监测器通过数据线连接人工智能系统。

5、步骤4:通过人工智能系统对抗压强度函数表达式、破坏时裂隙连通率函数表达式和裂隙连通率与渗透率之间的函数表达式进行优化,并确定当前状态下煤柱坝体的抗压强度、破坏时裂隙连通率和煤柱坝体的裂隙连通率。

6、步骤5:通过数值模拟软件建立煤柱坝体的模型,将优化完表达式所得各参数赋予模型之中并进行模拟,对坝体中已出现裂缝处或裂隙存在发展趋势的区域,依据该区域煤柱坝体当前压力和裂隙连通率所处范围进行安全评估。

7、步骤6:对完成安全评估后的区域,针对不同的风险等级,提出不同的防治措施。

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【技术保护点】

1.一种考虑裂隙连通率的煤柱坝体安全评估与防治办法,其特征在于,具体包括以下步骤;步骤一:对标准试样进行物理力学试验,获取试样在不同饱和度、不同水压和不同蓄、放循环次数下的抗压强度关系以及试样破坏时裂隙连通率关系,并进行渗流试验获取裂隙连通率与渗透率的关系;

2.根据权利要求1所述的一种考虑裂隙连通率的煤柱坝体安全评估与防治办法,其特征在于,在步骤一中,进行渗流试验时,应选取具有不同的裂隙连通率的煤样进行试验。

3.根据权利要求1所述的一种考虑裂隙连通率的煤柱坝体安全评估与防治办法,其特征在于,在步骤二中,应力传感器和渗流监测器的布置,需先将地下水库煤柱坝体按15×15网格化划分,并在靠近地下水库煤柱坝体内侧将应力传感器监测点布置在监测区域网格线中心处,在煤柱坝体的中部将渗流监测器监测点布置在检测区域网格线中心处。

4.根据权利要求1所述的一种考虑裂隙连通率的煤柱坝体安全评估与防治办法,其特征在于,在步骤三中,通过数值模拟软件建立煤柱坝体的模型,所使用的参数准确且符合实际情况,包括几何参数、材料属性、荷载条件、边界条件、渗流参数等。

>5.根据权利要求1所述的一种考虑裂隙连通率的煤柱坝体安全评估与防治办法,其特征在于,在步骤三中,所述通过人工智能系统对各函数表达式进行优化,包括对偏离拟合表达式的数据删减以及对缺失的数据采用平均数替换缺失值的方法进行填补,并采用绘图直观检验人工智能系统对于函数表达式优化的准确性。

6.根据权利要求1所述的一种考虑裂隙连通率的煤柱坝体安全评估与防治办法,其特征在于,在步骤三中,所述风险等级评判标准,把当前压力和理论抗压强度进行对比分析、当前裂隙连通率和破坏时裂隙连通率进行对比分析,其中危险等级的划分只需满足两者评判标准中的一种即可,将风险等级分为1级、2级、3级和4级四种级别,根据坝体处于不同的风险级别采取不同的防治措施。

7.根据权利要求2所述的一种考虑裂隙连通率的煤柱坝体安全评估与防治办法,其特征在于,所述饱和度S共设置0,25%,50%,75%,100%五组,蓄、放水循环次数C共设置0,0.2Cmax,0.4Cmax,0.6Cmax,0.8Cmax,Cmax六组,Cmax为地下水库服务年限中蓄、放水总次数,其计算公式为Cmax=每年蓄、放水次数×服务年限,水压P共设置0,0.2Pmax,0.4Pmax,0.6Pmax,0.8Pmax,Pmax六组,Pmax为地下水库蓄满水时的水压,只有饱和度为100%时,进行水压试验。不同条件下的力学加载试验共60组。

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【技术特征摘要】

1.一种考虑裂隙连通率的煤柱坝体安全评估与防治办法,其特征在于,具体包括以下步骤;步骤一:对标准试样进行物理力学试验,获取试样在不同饱和度、不同水压和不同蓄、放循环次数下的抗压强度关系以及试样破坏时裂隙连通率关系,并进行渗流试验获取裂隙连通率与渗透率的关系;

2.根据权利要求1所述的一种考虑裂隙连通率的煤柱坝体安全评估与防治办法,其特征在于,在步骤一中,进行渗流试验时,应选取具有不同的裂隙连通率的煤样进行试验。

3.根据权利要求1所述的一种考虑裂隙连通率的煤柱坝体安全评估与防治办法,其特征在于,在步骤二中,应力传感器和渗流监测器的布置,需先将地下水库煤柱坝体按15×15网格化划分,并在靠近地下水库煤柱坝体内侧将应力传感器监测点布置在监测区域网格线中心处,在煤柱坝体的中部将渗流监测器监测点布置在检测区域网格线中心处。

4.根据权利要求1所述的一种考虑裂隙连通率的煤柱坝体安全评估与防治办法,其特征在于,在步骤三中,通过数值模拟软件建立煤柱坝体的模型,所使用的参数准确且符合实际情况,包括几何参数、材料属性、荷载条件、边界条件、渗流参数等。

5.根据权利要求1所述的一种考虑裂隙连通率的煤柱坝体安全评估与防治办法,其特征在于,在步骤三中,所述通...

【专利技术属性】
技术研发人员:薛东杰徐恒程建超潘阮航张超
申请(专利权)人:中国矿业大学北京
类型:发明
国别省市:

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