[发明专利]一种顶板岩层破裂程度的分析计算方法

摘要

本发明公开了一种顶板岩层破裂程度的分析计算方法，分析步骤如下：选取煤层开采后顶板岩层的垮落高度h垮、裂缝在岩层中的扩展发育高度h裂、垮落带的平面面积m垮和顶板破裂岩层的平面面积m裂为评价指标；构建各个评价指标的隶属函数，综合分析试算后选定各指标的权重，计算出顶板岩层破裂程度总隶属度η；以η值来评价岩层内裂缝的扩展发育情况，η值越大，岩层破裂程度就越大，岩层内裂缝就越发育，反之越小；建立顶板岩层破裂程度的分析计算模型。本发明实施简单易行，依据明确，准确评价了煤层开采后的顶板岩层的破裂程度。

主权项

1.一种顶板岩层破裂程度的分析计算方法，其特征在于：分析步骤如下：1）、选取煤层开采后顶板岩层的垮落高度、裂缝在岩层中的扩展发育高度、垮落带的平面面积和顶板破裂岩层的平面面积四个影响因素作为顶板岩层破裂程度的评价指标；2）、根据煤层开采后的现场实测、钻探、物探或微地震监测资料，确定垮落高度h_垮、裂缝在岩层中的扩展发育高度h_裂、垮落高度为h_垮时的垮落带的平面面积m_垮和顶板岩层的破裂高度为h_裂时的顶板破裂岩层的平面面积m_裂；3）、分别构造垮落高度隶属函数α、裂缝在岩层中的扩展发育高度隶属函数β、垮落带的平面面积隶属函数γ和顶板破裂岩层的平面面积隶属函数θ；垮落高度隶属函数：式中：α为垮落高度隶属度；h_垮为垮落高度，m；H为煤层顶板至含水层或水体的最小基岩厚度，m；裂缝在岩层中的扩展发育高度隶属函数：式中：β为裂缝在岩层中的扩展发育高度隶属度；h_裂为裂缝在岩层中的扩展发育高度，m；H为煤层顶板至含水层或水体的最小基岩厚度，m；垮落带的平面面积隶属函数：式中：γ为垮落带的平面面积隶属度；m_垮为垮落高度为h_垮时的平面面积，m²；M为采空区的平面面积，m²；顶板破裂岩层的平面面积隶属函数：式中：θ为顶板破裂岩层的平面面积隶属度；m_裂为顶板岩层的破裂高度为h_裂时的平面面积，m²；M为采空区的平面面积，m²；为综合评价顶板岩层的破裂程度，对α、β、γ和θ进行叠加计算：式中：η为顶板岩层破裂程度总隶属度；b为α的权重；c为β的权重,d为γ的权重；e为θ的权重；b、c、d和e根据以往的研究成果和矿井的实际地质情况直接进行选取，进行多次叠加试算，综合分析后确定；4）、综合分析选定各个权重后，计算得出顶板岩层破裂程度总隶属度η；5）、以顶板岩层破裂程度总隶属度η的大小来评价上覆岩层内裂缝的扩展发育情况，η值越大，顶板岩层破裂程度就越大，上覆岩层内裂缝就越发育，裂缝的高度也就越高，反之越小；6）、建立顶板岩层破裂程度的分析计算模型。