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专利号: 2019113506989
申请人: 鄂尔多斯市锦锴源科技能源发展有限责任公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种治理黄土丘陵区采煤塌陷宽大裂缝的方法,其特征是:利用垄沟微地貌改造技术进行塌陷裂缝就地充填,建立了裂缝充填与垄沟修建的之间的数学模型,构建了适合黄土丘陵区采煤塌陷宽大裂缝反铲挖掘机充填的工艺流程,为反铲挖掘机裂缝治理提供了技术指导;具体包括以下三部分内容一、其中塌陷裂缝就地充填的具体方法是:利用生土垄和种植沟对治理区微地貌进行重塑;生土垄是在裂缝所在的位置,利用生土填高成垄,促进径流就地拦蓄入渗;种植沟是依托取土区进行修建,利用原来地表剥离的表土进行覆盖,增加表土层厚度,改善植被恢复条件;

二、其中裂缝充填与垄沟修建的之间的数学模型如下:裂缝区单位长度生土垄修建需要填充的土方量V1可采用下式计算:公式中,V1表示单位长度生土垄修建需要填充的土方量,W表示裂缝发育宽度,β表示生土垄的坡角;

单位长度种植沟修建需要剥离的底土的土方量V2可采用下式计算:V2=[(2W2+H3*ctg(θ))*H3]/2+[(W2+H3*ctg(θ))2*sin(a)*sin(180-θ)/(2*sin(θ-a))](公式2)公式中,V2表示单位长度种植沟修建需要剥离的底土的土方量,W2表示种植沟的宽度,H3表示裂缝侧底土剥离厚度,θ表示种植沟的坡角,a表示原地面坡度;

基于裂缝就地掩埋,单位长度生土垄修建需要填充的土方量V1和单位长度种植沟修建需要剥离的底土的土方量V2应当平衡,即:V1=V2            (公式3)令,

k1=H3*ctg(θ)

k2=sin(a)*sin(180-θ)/(2*sin(θ-a))(公式3)可采用下式表达:

V1=[(2W2+k1)*H3]/2+[(W2+k1)2*k2]        (公式4)令,

x=(W2+k1)

a=k2

b=H3

c=-k1*H3/2-V1

求解方程,得到以下关系:

则,种植沟的宽度W2:

种植沟的表土层厚度H4按照下式进行估算:公式中:W3表示原地表表土剥离的宽度,W2表示种植沟的宽度,H0表示地表表土剥离的厚度;

三、其中反铲挖掘机采用前进式,进行塌陷裂缝治理,反铲挖掘机充填的工艺流程如下:(一)治理区段划分

根据反铲挖掘机的最大挖掘半径L,沿裂缝划分为若干治理区段,每个区段长度D取

0.7L,即:D=0.7L,取整即可;

围绕挖掘机,将治理区段划分为四个不同类型区块;在挖掘机前方,将治理区段划分为两个区块,分别为裂缝充填区和取土区,取土区进一步划分为取土单元一和取土单元二;挖掘机占用的区块为挖掘机工作区;挖掘机后侧为松土区;

(二)具体治理步骤

第一步:第一区段的治理

(1)将取土单元一的表土进行剥离,地表表土剥离的厚度为H0,临时存放到取土单元二的上方;

(2)剥离取土单元一的生土,充填裂缝区,生土的剥离深度参考设定的裂缝侧底土剥离厚度值H3;

(3)剥离取土单元二的表土以及存放的取土单元一的表土,移动到取土单元一的上方;

(4)剥离取土单元二的生土,充填裂缝区,修筑生土垄;

(5)将堆放在取土单元一上方的表土平铺到整个取土区,初步形成种植沟;

第二步:反铲挖掘机前移,进行第二区段治理,重复第一区段的治理步骤;

第三步:利用挖沟的斗齿对挖掘机履带碾压过的前一区段种植沟的表土进行松土,完成种植沟的修建;

第四步:然后按照上述流程治理剩余的区段。