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申请/专利权人：窑街煤电集团有限公司;中国矿业大学

摘要：本发明涉及煤矿矿震预测技术领域，具体涉及一种大尺度菱形组合悬臂板对矿震影响的判断方法，包括根据煤层厚度将工作面沿走向划分为两个开采区域；进行关键层判别；根据导水裂隙带高度区别计算组合悬臂板厚度；确定组合悬臂板中关键层的位置，并将每一关键层所控制的多层岩层简化为性质一致的一个软岩层组；计算组合悬臂板的断裂步距；计算组合悬臂板破断导致的矿震能量；将矿震能量转换为里氏震级；判断对矿震的影响。本发明能够预先计算出组合悬臂板断裂时释放的矿震能量，从而能够预测受采动影响下组合悬臂板破断所诱发的矿震等级；矿井可以依据此方法对矿震等级进行预测，并据此采取主动且有效的防治措施，以确保煤矿的安全生产。

主权项：1.一种大尺度菱形组合悬臂板对矿震影响的判断方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将工作面沿走向划分为A开采区域和B开采区域，A开采区域煤层的平均厚度大于B开采区域煤层的平均厚度；自A开采区域向B开采区域对煤层回采；S2：对工作面上覆岩层进行关键层判别，确定上覆岩层中关键层的分布；S3：确定A开采区域的导水裂隙发育高度Ha以及B开采区域的导水裂隙发育高度Hb，并根据公式1计算组合悬臂板厚度h；h＝Ha-Hb1式中，h为组合悬臂板的厚度，m；Ha为A开采区域导水裂隙发育高度，m；Hb为B开采区域导水裂隙发育高度，m；S4：确定组合悬臂板中关键层的位置，并将每一关键层所控制的多层岩层简化为性质一致的一个软岩层组；确定组合悬臂板中关键层和软岩层组的总层数n，以及各关键层和软岩层组的弹性模量、重力密度、抗拉强度、厚度参数；S5：采用公式2和3计算组合悬臂板的断裂步距L 式中，L为组合悬臂板的断裂步距m；Rt为组合悬臂板中最下部关键层的抗拉强度Pa；q1为组合悬臂板中最下部关键层承受的组合悬臂板中上覆岩层载荷Nm2；E1为组合悬臂板中最下部关键层的弹性模量Pa；Ei为组合悬臂板中自下而上第i层关键层或者软岩层组的弹性模量Pa；h1为组合悬臂板中最下部关键层的厚度m；hi为组合悬臂板中自下而上第i层关键层或者软岩层组的厚度m；γ1为组合悬臂板中最下部关键层的重力密度Nm3；γi为组合悬臂板中自下而上第i层关键层或者软岩层组的重力密度Nm3；n为组合悬臂板中关键层和软岩层组的总层数；S6：采用公式4～8，计算组合悬臂板破断导致的矿震能量EE＝ηEt+Eg4 式中，E为矿震能量J，η为弹性变形能和重力势能转化为震动能量的转化系数，一般取0.26％～3.6％；Et为组合悬臂板破断释放的弹性变形能J；Eg为组合悬臂板破断后回转下沉所释放的重力势能J；qi为组合悬臂板中自下而上第i层关键层或者软岩层组承受的组合悬臂板中上覆岩层载荷Nm2；b为工作面宽度m；θ为组合悬臂板破断后的回转角度；ρi为组合悬臂板中自下而上第i层关键层或者软岩层组的平均密度kgm3；g为重力加速度ms2；KP为岩石的残余碎胀系数；Ii为组合悬臂板中自下而上第i层关键层或者软岩层组的断面惯性矩m4；mb为B开采区域煤层的平均厚度m；S7：把步骤S6中计算得到的矿震能量E，通过公式9转换为里氏震级MslgE＝1.9Ms+1.89S8：判断步骤S7中计算得到的里氏震级Ms是否满足Ms≥1.7，如果满足则组合悬臂板破断对矿震有显著影响。

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