一种房柱式悬顶采空区防爆隔离煤柱宽度校核方法与流程

技术特征：
1.一种房柱式悬顶采空区防爆隔离煤柱宽度校核方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，确定房柱式悬顶采空区范围、参数以及防爆隔离煤柱的宽度；步骤2，设定房柱式悬顶采空区与防爆隔离煤柱之间仅有一条巷道连通，判断防爆隔离煤柱的宽度是否满足安全要求，当房柱式悬顶采空区垮落后形成的冲击波冲破防爆隔离煤柱，则判定防爆隔离煤柱宽度不满足安全要求，反之则判定防爆隔离煤柱宽度满足安全要求。2.根据权利要求1所述的一种房柱式悬顶采空区防爆隔离煤柱宽度校核方法，其特征在于，根据房柱式悬顶采空区的参数得到房柱式悬顶采空区与防爆隔离煤柱之间连通的巷道参数。3.根据权利要求1所述的一种房柱式悬顶采空区防爆隔离煤柱宽度校核方法，其特征在于，所述房柱式悬顶采空区处于悬顶状态，且防爆隔离煤柱紧密围绕房柱式悬顶采空区边沿包裹形成密闭墙，用于对房柱式悬顶采空区与现有生产系统进行隔离。4.根据权利要求3所述的一种房柱式悬顶采空区防爆隔离煤柱宽度校核方法，其特征在于，计算防爆隔离煤柱形成的密闭墙的受力，计算公式如下：其中，p表示巷道密闭墙所受空气冲击荷载，mpa；k表示风流速度在风路中运动的损失系数，表征风流从采空区经一系列巷道到达密闭墙时的能量损失，根据密闭墙与垮落区连通情况取0.1～0.5不等；a表示采空区顶板垮落面积，m2；p表示煤层采出率；ρ表示空气密度，kg/m3；g表示重力加速度，kg/m3；m表示煤层采高/m；s表示巷道断面积，m2。5.根据权利要求4所述的一种房柱式悬顶采空区防爆隔离煤柱宽度校核方法，其特征在于，对防爆隔离煤柱的宽度安全要求的判断方法为依次对隔离煤柱的宽度进行剪切破坏准则的校核以及对防爆隔离煤柱的宽度进行弯曲破坏准则的校核，当防爆隔离煤柱的宽度同事满足剪切破坏准则的校核以及弯曲破坏准则的校核时，则判定防爆隔离煤柱的宽度满足安全要求。6.根据权利要求5所述的一种房柱式悬顶采空区防爆隔离煤柱宽度校核方法，其特征在于，所述防爆隔离煤柱的宽度进行剪切破坏准则的计算公式如下：其中，m表示密闭墙宽度，m；h表示密闭墙高度，m；d表示密闭墙厚度，m；[τ
j
]表示密闭墙抗剪强度，pa；p表示巷道密闭墙所受空气冲击荷载，mpa；s表示巷道断面积，m2。7.根据权利要求5述的一种房柱式悬顶采空区防爆隔离煤柱宽度校核方法，其特征在于，所述防爆隔离煤柱的宽度进行弯曲破坏准则的计算公式如下：其中，λ表示系数，根据四边简支板在均布荷载作用下的内力系数表并结合板的长宽比取值；[τ
w
]表示密闭墙抗拉强度，pa；d表示密闭墙厚度，m；p表示巷道密闭墙所受空气冲击荷载，mpa；h表示密闭墙高度，m。
8.根据权利要求1述的一种房柱式悬顶采空区防爆隔离煤柱宽度校核方法，其特征在于，所述房柱式悬顶采空区与防爆隔离煤柱之间的巷道数量越多时，房柱式悬顶采空区垮落后形成的冲击波对防爆隔离煤柱的冲击越小，反之房柱式悬顶采空区垮落后形成的冲击波对防爆隔离煤柱的冲击越大。

技术总结
本发明涉及煤矿安全领域，具体为一种房柱式悬顶采空区防爆隔离煤柱宽度校核方法，该方法通过确定房柱式悬顶采空区范围及主要开采参数，并在具体煤房与煤柱分布情况不明的情况下，有效的判断防爆隔离煤柱宽度是否满足安全要求的问题，本发明考虑最不利工况条件下，通过计算隔离煤柱宽度能否满足剪切破坏准则与弯曲破坏准则来进行校核。为判断条件不明情况下房柱式悬顶采空区防爆隔离煤柱宽度能否满足安全要求提供了一种新的校核方法，有效的防止房柱式悬顶采空区突然大面积垮落产生的冲击波造成井下人员伤亡、巷道和设备破坏。巷道和设备破坏。巷道和设备破坏。


技术研发人员：程海星 朱磊 徐凯 刘成勇 吴玉意 刘文涛 黄剑斌
受保护的技术使用者：中煤能源研究院有限责任公司
技术研发日：2022.03.01
技术公布日：2022/6/3