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专利号: 2021105250643
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种考虑悬臂结构破断过程的切顶角度计算方法,其特征在于,步骤包括:S1.计算顶板垮落高度,具体是根据开采高度、顶板垮落高度、岩层碎胀系数、岩层厚度和加权平均初始碎胀系数确定顶板垮落高度的范围;

S2.确定顶板垮落高度范围内的岩层力学性能,包括单轴抗压强度、单轴抗拉强度和弹性模量;

S3.分别计算各个岩层的极限悬伸长度,并根据顶板冒落角度判定各岩层的破断特性;

S4.根据各个岩层的破断特性设置切顶高度,切顶高度要高于顶板垮落范围内最高层位顶板岩层的上边界;

所述顶板垮落高度满足关系式:

∑hm+M‑kp∑hm=0

其中,M为开采高度,m;hq为顶板垮落高度,m;ki为第i层岩层的岩层碎胀系数;hi分别为第i层岩层的岩层厚度;kp为加权平均初始碎胀系数;

所述顶板垮落高度范围内的岩层力学性能通过钻孔窥视法对顶板围岩结构进行观测,根据观测结果和结构弱面划分各类岩性的岩层为多个岩层;

各个所述岩层的极限悬伸长度li为:

其中,hi为第i层岩层的岩层厚度;qi为第i层岩层的岩层载荷集度;[σtm]为该岩层单轴抗拉强度;

各个所述岩层的实际悬伸长度Li为:

∑hi为岩层高度; 为顶板冒落角;

所述实际悬伸长度Li≥极限悬伸长度li时,确定所述岩层类型为易垮落顶板岩层;所述实际悬伸长度Li<极限悬伸长度li时,确定所述岩层类型为难垮落顶板岩层。

2.根据权利要求1所述的一种考虑悬臂结构破断过程的切顶角度计算方法,其特征在于,各个所述岩层的岩层类型分别根据其厚度、单轴抗拉强度、岩层载荷集度、极限悬伸长度、实际悬伸长度确定。

3.根据权利要求1所述的一种考虑悬臂结构破断过程的切顶角度计算方法,其特征在于,所述岩层的单轴抗压强度、单轴抗拉强度和弹性模量根据采集的巷道围岩岩石样本测量确定。

4.根据权利要求1所述的一种考虑悬臂结构破断过程的切顶角度计算方法,其特征在于,所述切顶角度根据实际悬伸长度和切顶高度确定。