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公开(公告)号：CN112115599B
公开(公告)日：2022-09-30
申请号：CN202010945806.3
申请日：2020-09-10
申请人： 大同煤矿集团有限责任公司 , 中国矿业大学
IPC分类号： G06F30/20 , G06F119/14
摘要： 本发明公开了一种密集钻孔弱化顶板孔间距计算方法，首先根据钻孔周围岩体塑性区的边界推导得到单个钻孔周围塑性区发育半径的理论计算公式；在塑性区发育计算公式中考虑到实际工程对塑性区发育的影响，得到钻孔周围岩体原位岩石力学性能；同时对钻孔周围的围岩破碎程度进行分级以确定放大系数，进而计算得到密集钻孔塑性区发育半径；最后可以确定密集钻孔弱化顶板孔间距。合理的密集钻孔孔间距可以使得钻孔的卸压区相互叠加、互相连通，从而形成人工岩体结构弱化带。本发明在保证了弱化顶板效果的同时，可有效的控制密集钻孔的孔间距大小，极大的减轻了施工作业工作量，进一步提高了矿井安全系数及生产效率。
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公开(公告)号：CN112115599A
公开(公告)日：2020-12-22
申请号：CN202010945806.3
申请日：2020-09-10
申请人： 大同煤矿集团有限责任公司 , 中国矿业大学
IPC分类号： G06F30/20 , G06F119/14
摘要： 本发明公开了一种密集钻孔弱化顶板孔间距计算方法，首先根据钻孔周围岩体塑性区的边界推导得到单个钻孔周围塑性区发育半径的理论计算公式；在塑性区发育计算公式中考虑到实际工程对塑性区发育的影响，得到钻孔周围岩体原位岩石力学性能；同时对钻孔周围的围岩破碎程度进行分级以确定放大系数，进而计算得到密集钻孔塑性区发育半径；最后可以确定密集钻孔弱化顶板孔间距。合理的密集钻孔孔间距可以使得钻孔的卸压区相互叠加、互相连通，从而形成人工岩体结构弱化带。本发明在保证了弱化顶板效果的同时，可有效的控制密集钻孔的孔间距大小，极大的减轻了施工作业工作量，进一步提高了矿井安全系数及生产效率。
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公开(公告)号：CN111982632A
公开(公告)日：2020-11-24
申请号：CN202010877731.X
申请日：2020-08-27
申请人： 大同煤矿集团有限责任公司 , 中国矿业大学
摘要： 本发明公开了一种煤矿切顶弱化的弱化带模拟方法，步骤：在模型巷道顶板相应区域预留模拟人工弱化带的位置；将融化的液体石蜡注入到第一步预留的人工弱化带位置；在液体石蜡凝固之前，将电热丝插入液体石蜡中，使石蜡凝固后与电热丝固结；将石蜡中的电热丝用导线连接，通过线路控制开关和电源连接形成闭合回路；在完整的模型铺设完成后，接通电源，闭合线路控制开关，使石蜡中的电热丝发热至巷道顶板岩层中的石蜡融化流出，形成人工弱化带。本发明操作简单，易于实现，能够在实验室尺度条件下有效地模拟由人工干预形成各种弱化带，便于通过实验室物理相似模拟实验研究经人工干预后的破断运移规律。
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公开(公告)号：CN110781597A
公开(公告)日：2020-02-11
申请号：CN201911036591.7
申请日：2019-10-29
申请人： 中国矿业大学
IPC分类号： G06F30/20 , G06F119/14 , E21C41/18
摘要： 本发明公开了一种基于煤矿切顶弱化的切顶高度的计算方法，该方法是分别从弱化后顶板的自稳平衡条件和沿空巷道窄煤柱的载荷两个角度考虑，根据两个不同的条件分别建立平衡方程，解得不同的切顶高度HF、Hf，再结合工作面的实际生产状况在两者之间选一个合理的切顶高度Hq，满足：min{HF,Hf}≤Hq≤max{HF,Hf}。本发明基于顶板经过人工弱化后的残余强度和切缝高度范围内的顶板岩体所受的载荷的平衡关系，从荷载和经人工弱化后顶板残余强度之间的关系以及煤柱载荷和煤柱强度之间的平衡关系建立方程求解切顶高度，得到的切顶高度更加的科学合理，可以避免因切顶高度不足而造成顶板难以切落或者切顶高度太大而浪费人力物力和增加生产成本。
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公开(公告)号：CN110966002A
公开(公告)日：2020-04-07
申请号：CN201911200014.7
申请日：2019-11-29
申请人： 中国矿业大学
摘要： 本发明公开了一种基于密集钻孔的切顶卸压方法，包括步骤S1：确定钻孔布置区域；S2：钻孔的间距依据钻孔周边岩体塑性区的边界确定，以保证密集钻孔能有效构造人工岩体结构弱化带；钻孔角度根据砌体梁理论和围岩结构S-R稳定原理选取；钻孔的深度依据顶板自重与采动应力能克服人工岩体结构弱化带的残余抗剪强度的条件进行计算选取；S3：在上区段工作面临近下区段的顺槽超前支护段外，沿着工作面方向朝斜向上区段方向成组打钻孔。本发明通过密集钻孔开挖，使钻孔的弱化带相互叠加、互相连通，从而形成人工岩体结构弱化带，以对上区段顶板进行人工切顶卸压，极大减少了切顶成本，操作简单且对矿井环境自适应性强。
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公开(公告)号：CN110781597B
公开(公告)日：2021-08-20
申请号：CN201911036591.7
申请日：2019-10-29
申请人： 中国矿业大学
IPC分类号： G06F30/20 , G06F119/14 , E21C41/18
摘要： 本发明公开了一种基于煤矿切顶弱化的切顶高度的计算方法，该方法是分别从弱化后顶板的自稳平衡条件和沿空巷道窄煤柱的载荷两个角度考虑，根据两个不同的条件分别建立平衡方程，解得不同的切顶高度HF、Hf，再结合工作面的实际生产状况在两者之间选一个合理的切顶高度Hq，满足：min{HF,Hf}≤Hq≤max{HF,Hf}。本发明基于顶板经过人工弱化后的残余强度和切缝高度范围内的顶板岩体所受的载荷的平衡关系，从荷载和经人工弱化后顶板残余强度之间的关系以及煤柱载荷和煤柱强度之间的平衡关系建立方程求解切顶高度，得到的切顶高度更加的科学合理，可以避免因切顶高度不足而造成顶板难以切落或者切顶高度太大而浪费人力物力和增加生产成本。
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公开(公告)号：CN113236248B
公开(公告)日：2023-02-24
申请号：CN202110525064.3
申请日：2021-05-14
申请人： 中国矿业大学
摘要： 本发明提供了一种考虑悬臂结构破断过程的切顶角度计算方法，涉及采矿工程技术领域。该方法包括：计算顶板垮落高度，确定顶板垮落高度范围内的岩层力学性能；计算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；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。在巷道掘进完成后，依据工作面工程地质条件，利用该方法对顶板垮落高度进行计算；为了更好地预防巷道在过大的围岩应力作用下变形甚至破坏，应使垮落顶板尽可能充填采空区，以对上覆岩层进行承载。另外该方法通过合理的确定切顶高度，提升了开采效率，保证了切顶效果。
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公开(公告)号：CN110966002B
公开(公告)日：2021-08-20
申请号：CN201911200014.7
申请日：2019-11-29
申请人： 中国矿业大学
摘要： 本发明公开了一种基于密集钻孔的切顶卸压方法，包括步骤S1：确定钻孔布置区域；S2：钻孔的间距依据钻孔周边岩体塑性区的边界确定，以保证密集钻孔能有效构造人工岩体结构弱化带；钻孔角度根据砌体梁理论和围岩结构S‑R稳定原理选取；钻孔的深度依据顶板自重与采动应力能克服人工岩体结构弱化带的残余抗剪强度的条件进行计算选取；S3：在上区段工作面临近下区段的顺槽超前支护段外，沿着工作面方向朝斜向上区段方向成组打钻孔。本发明通过密集钻孔开挖，使钻孔的弱化带相互叠加、互相连通，从而形成人工岩体结构弱化带，以对上区段顶板进行人工切顶卸压，极大减少了切顶成本，操作简单且对矿井环境自适应性强。
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公开(公告)号：CN113236248A
公开(公告)日：2021-08-10
申请号：CN202110525064.3
申请日：2021-05-14
申请人： 中国矿业大学
摘要： 本发明提供了一种考虑悬臂结构破断过程的切顶角度计算方法，涉及采矿工程技术领域。该方法包括：计算顶板垮落高度，确定顶板垮落高度范围内的岩层力学性能；计算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；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。在巷道掘进完成后，依据工作面工程地质条件，利用该方法对顶板垮落高度进行计算；为了更好地预防巷道在过大的围岩应力作用下变形甚至破坏，应使垮落顶板尽可能充填采空区，以对上覆岩层进行承载。另外该方法通过合理的确定切顶高度，提升了开采效率，保证了切顶效果。
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