1.一种开采引起冲击动能估算方法,其特征在于,包括以下步骤:第一,确定待开采煤层所处的原岩应力为γH
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其中:γ为上覆岩层的容重,单位N/m;
H为上覆岩层的厚度,单位m;
第二,计算不同开采进尺为Δl时煤体内的动能
按照开采进尺Δl分别小于和大于塑性区宽度Rp时进行分析,具体步骤为:
1.当开采进尺Δl≤Rp时,单位工作面长度下所蕴含的动能按照公式(1)确定:式中:
kc为应力集中系数;
K为待测煤体刚度,单位工作面长度下可取煤体弹性模量,单位Pa;
Δl为待测煤层工作面开采进尺,单位m;
Rp为待测煤层塑性区的宽度,单位m;
2.当开采进尺Δl>Rp时,单位工作面长度下所蕴含的动能按照公式(2)和(3)计算式中:ΔF2为煤层单位工作面长度下推进一个进尺后增加的支承压力,单位N;
根据上述公式计算出不同塑性区宽度Rp下,开采进尺为Δl时的动能;
第三,设置能够诱发待开采煤层发生冲击地压的最小动能为Ec,即冲击地压动能常数阈值,并根据第二步的计算结果,获得不同塑性区宽度Rp下形成不同级别的动能所需的开采进尺,以塑性区宽度Rp为横坐标、开采进尺Δl为纵坐标,得到不同塑性区宽度Rp在形成不同级别的动能时与所需的开采进尺之间的近似线性关系,也就是说,每个级别的动能都对应一条这样的近似直线,从这些直线中找到当动能为最小动能Ec时所对应的那条直线,该直线即反映了临界进尺Lc与Rp的关系,即Lc=F(Rp);
第四,测定待开采煤体的塑性区宽度Rp,根据第三步得到的临界进尺Lc与Rp的关系式得到待开采煤体的临界进尺Lc,判断待开采煤体在塑性区宽度Rp下,按照设定的开采进尺Δl开采,是否产生动能;判断时,将设定的该待测煤体的开采进尺Δl与其临界进尺Lc比较,如果所设定的开采进尺Δl超过临界进尺Lc,判定有动能产生,作出相应调整防止开采过程中产生较大动能诱发冲击地压。