采空区裂隙圈形态的三维模拟方法

摘要

本发明公开了一种采空区裂隙圈形态的三维模拟方法，包括根据煤层和覆岩之间的空间相似比和煤层工作面推进的时间相似比，制作三维相似模拟试验体；结合现场采煤工作面地应力情况、开采工序，模拟三维应力条件下煤矿工作面推进的动态过程；并利用预埋应力传感器监测采煤工作面推进过程中采空区顶板及底板的应力变化以及动态电阻应变仪进行数据记录；在采煤工作面推进模拟结束后，通过示踪剂标记法，钻孔窥探观察模拟试验体的采空区裂隙形态，并逐层逐段分离采空区顶板及底板，统计各层各段的裂隙数据；根据统计的裂隙数据，利用三维软件绘制采空区裂隙圈形态模拟图。本发明的有益效果是，通过三维方式模拟采空区裂隙发育形态，便于准确确定抽采孔位置。

主权项

一种采空区裂隙圈形态的三维模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，三维相似模拟试验体制作：根据煤层和煤层覆岩之间的空间相似比，以及煤层工作面推进的时间相似比，制作三维相似模拟试验体；第二步，采煤工作面推进模拟：结合现场采煤工作面地应力情况、开采工序，模拟三维应力条件下煤矿工作面推进的动态过程；同时，利用预埋应力传感器监测采煤工作面推进过程中，采空区顶板及底板的应力变化，以及利用动态电阻应变仪进行数据记录；第三步，采空区顶板及底板裂隙数据统计：在采煤工作面推进模拟结束后，通过示踪剂标记法，钻孔窥探观察模拟试验体的采空区裂隙形态，并逐层逐段分离采空区顶板及底板，统计各层各段的裂隙数据；其中，示踪剂标记法，包括在模拟采空区上方按照设定规律布置钻孔，并通过加入示踪剂的示踪方式来确定模拟采空区上方离层区范围；钻孔窥探观察模拟试验体的采空区裂隙形态，包括采用钻孔电镜窥视仪对孔钻孔内裂隙进行观测记录，分析模拟岩层离层范围及大小；逐层逐段分离采空区顶板及底板，包括采用手动切割方式，沿采煤工作面推进方向逐层逐段切开采空区上方的模拟岩层形成分割块，对分割块进行拍照记录，测量并记录模拟岩层之间离层量的大小；第四步，绘制采空区裂隙圈形态模拟图：根据统计的裂隙数据，利用三维软件绘制采空区裂隙圈形态模拟图。