一種礦山采動冒落帶高度的判定方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種礦山采動冒落帶高度的判定方法。它解決了現(xiàn)有冒落帶判斷方法的判定結(jié)果不準確，且不能適應不同地層條件等問題。本發(fā)明包括：1）從開采層的上一層進行判定；2）判定巖層是否超出了鉆孔巖層的層序范圍；3）巖層數(shù)據(jù)處理后，進入冒落帶判斷準則的判定流程；4）若冒落帶判斷準則的判定結(jié)果為真，冒落帶巖層高度進行累加；5）順次上移一層巖層，重新進入步驟2）至4）循環(huán)執(zhí)行；6）判定巖層是否超出鉆孔巖層的層序范圍，當判定為無效巖層，冒落帶的判定流程結(jié)束，其高度不再累積。本發(fā)明能夠適應不同的地層條件，對礦山開采實踐具有判斷結(jié)構(gòu)精確、簡單，實用性與適用性都較強的特點，有效提升安全保障。
【專利說明】一種礦山采動冒落帶高度的判定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于礦山地下采動【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種井巷開采安全判斷方法，特別是一種礦山采動冒落帶高度的判定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]礦山地下采動工程波及的幅度比普通的地下井巷工程要廣，所以普通地下井巷工程對上方巖層結(jié)構(gòu)的判定方法不適應礦山采動所引起的巖層運動。在礦山開采過程中，采場上方巖層運動按運動的幅度與破壞程度，一般分為冒落、裂斷與緩沉三帶。冒落帶是指巖層內(nèi)出現(xiàn)貫通性斷裂，巖塊下落后呈無規(guī)則性堆積，巖塊與巖塊之間僅存在重力的擠壓作用，其巖塊堆積的重量需下部支護體完全承擔。裂斷帶是指冒落帶上方的巖層變形量較大，巖層內(nèi)可能出現(xiàn)貫通性裂斷，但下沉巖塊呈規(guī)則狀排列，巖塊與巖塊之間存在較大的水平擠壓力，能夠保持水平力的傳遞，對于該部分巖塊的重量可以根據(jù)支護強度的要求采取“讓”或者“抗”的支護方案。緩沉帶位于裂斷帶上方，巖層屬于微變形，在礦山開采支護中，基本不考慮該部分巖層的重量。
[0003]在礦山開采中，冒落帶需要人工支護體完全支撐其重量，所以對于冒落帶高度與結(jié)構(gòu)的確定具有重要的意義。傳統(tǒng)的確定方法一般以采高的倍數(shù)關(guān)系來確定，對于上覆巖層的結(jié)構(gòu)與厚度考慮的較少，故傳統(tǒng)的冒落帶判斷方法存在無法忽略的判斷誤差，進而判定結(jié)果不準確，為人工支護體的建造帶來困難，且影響礦井作業(yè)安全；另一方面，傳統(tǒng)判斷方法無法考慮采場所處巖層變化的復雜性，不能夠適應不同的地層條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種依據(jù)不同地質(zhì)條件定量確定礦山開采過程中，冒落帶結(jié)構(gòu)與高度的方法，具有判斷結(jié)構(gòu)精確、簡單，實用性與適用性都較強的礦山采動冒落帶高度的判定方法。
[0005]本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn):一種礦山采動冒落帶高度的判定方法，包括以下判斷步驟:
[0006]I)、從開采所在的巖層開始，上移一層巖層進行程序范圍判定；
[0007]2)、判定巖層是否超出了鉆孔巖層的層序范圍，當判定為假時，即所判定巖層為有效巖層，進入多鉆孔數(shù)據(jù)處理流程；
[0008]3)、巖層數(shù)據(jù)處理后，進入是否滿足冒落帶判斷準則的判定流程:
[0009]a、為變量賦予初值:巖層為開采巖層上方的第η層，允許巖層下沉變量Sa初值為
【權(quán)利要求】
1.一種礦山采動冒落帶高度的判定方法，其特征在于，包括以下判斷步驟: 1)、從開采所在的巖層開始，上移一層巖層進行程序范圍判定； 2)、判定巖層是否超出了鉆孔巖層的層序范圍，當判定為假時，即所判定巖層為有效巖層，進入多鉆孔數(shù)據(jù)處理流程； 3 )、巖層數(shù)據(jù)處理后，進入是否滿足冒落帶判斷準則的判定流程: a、為變量賦予初值:巖層為開采巖層上方的第η層，允許巖層下沉變量Sa初值為

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山采動冒落帶高度的判定方法，其特征在于，所述步驟2)中，多鉆孔數(shù)據(jù)處理流程包括以下步驟:1 )、從第一個鉆孔開始，判斷其有效性，若鉆孔的有效性判定為真，提取巖層數(shù)據(jù)，若鉆孔的有效性判定為假，進行反距離插值算法流程，結(jié)束多鉆孔數(shù)據(jù)處理流程； 2)、通過提取的巖層數(shù)據(jù)，判斷該層巖層在鉆孔中的有效性，若巖層的有效性判定為真，記錄巖層的數(shù)據(jù)，更換鉆孔，進行下一個鉆孔的判斷； 3)、若某鉆孔的某一巖層的有效性判定為假，則對該巖層進行是否尖滅性判定，若巖層的尖滅性判定為真，則該巖層數(shù)據(jù)參與反距離插值算法流程，但是巖層累積的厚度值為零，然后更換鉆孔，進行下一個鉆孔的有效性判斷； 4)、若某鉆孔的某一巖層的有效性判定為假，則對該巖層進行是否尖滅性判定，若巖層的尖滅性判定為假，則該巖層數(shù)據(jù)不參與反距離插值算法流程，直接更換鉆孔，進行下一個鉆孔的有效性判斷； 5)、若通過多個鉆孔提取的巖層數(shù)據(jù)，判斷出該巖層的有效性判定為假，結(jié)束鉆孔的數(shù)據(jù)讀取循環(huán)流程，把記錄有效的巖層數(shù)據(jù)進行反距離插值算法流程，得出巖層的基本參數(shù)，結(jié)束多鉆孔數(shù)據(jù)處理流程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山采動冒落帶高度的判定方法，其特征在于，所述步驟3)的第三步中，巖層分層判定流程包括以下步驟: 1)、把分層層序賦值為O; 2)、把分層巖層序號加I; 3)、進行巖層分層的有效性判定: a、若分層累加高度大于巖層的厚度，對該巖層是否落入冒落帶進行判定； b、若分層累加高度小于巖層的厚度，對該巖層的分層是否落入冒落帶進行判定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的礦山采動冒落帶高度的判定方法，其特征在于，當分層累加高度大于巖層的厚度時，允許巖層下沉變量Sa與零值進行比較判斷，若Sa大于零，巖層內(nèi)該分層以下所有巖層落入冒落帶，則冒落帶判斷準則的結(jié)果為真，退出判定流程；若Sa小于零，巖層內(nèi)該分層以下所有巖層落入冒落帶，則冒落帶判斷準則的結(jié)果為假，退出判定流程。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的礦山采動冒落帶高度的判定方法，其特征在于，當分層累加高度小于巖層的厚度時，進行該分層是否滿足冒落帶判斷準則的判定流程，巖層分層厚度與允許巖層下沉變量Sa進行比較判斷，并考慮安全余量C，若巖層分層厚度大于Sa+c，巖層內(nèi)該分層以下所有巖層落入冒落帶，則冒落帶判斷準則的結(jié)果為假，退出判定流程；若巖層分層厚度小于Sa+c，該分層落入冒落帶，進行允許巖層下沉變量Sa的迭代計算流程，即Sa=Sa-hcX (k_l ) ，而后返回分層巖層序號加I的步驟，進入循環(huán)判斷流程。
【文檔編號】E21C39/00GK104018835SQ201410213168
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】盧國志, 湯建泉, 姚春卉, 葉蔚 申請人:山東科技大學, 泰安市智控信息科技有限公司