[发明专利]胶结节理化岩体自然崩落法相似模型试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及崩落采矿及岩石力学领域，特别是涉及一种胶结节理化岩体自然崩落法相似模型试验方法。

背景技术

目前的矿山相似模型试验方法主要集中于两种，一种是将岩体采用一种相似模型材料作为各项同性介质应用于试验中，这种方法能够满足煤系地层研究煤炭开采过程、矿山压力显现、岩层破断等的变化；另一种是将岩体作为一种离散介质采用鹅卵石等颗粒状块体进行模拟，主要集中于放顶煤开采、崩落法开采的放矿特性等研究。针对非煤矿山大规模高效采矿的自然崩落法涉及的研究内容较多，不仅包括了以上矿山压力、岩层破断、崩落放矿特性等，更涉及到与自然崩落特性相关的拉底和出矿关键时间的判据、胶结节理发展的过程形态等诸多国内外新兴起的自然崩落法研究的关键问题和热点问题。而目前针对矿山的模型试验方法均无法适用于对胶结节理化岩体自然崩落的相似模拟。

发明内容

基于上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种能准确模拟胶结节理化岩体自然崩落的胶结节理化岩体自然崩落法相似模型试验方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种胶结节理化岩体自然崩落法相似模型试验方法，包括：

制作至少布置两组优势节理的用于胶结节理化岩体自然崩落法相似模型试验的模型，所述两组优势节理中至少一组为胶结节理；

在所述模型的不同位置设置若干位移监测标识点和若干应力应变监测点，设置监测数据获取设备对所述若干位移监测标识点和若干应力应变监测点进行监测；

在所述模型上按矿山开采方式进行模拟拉底及出矿处理，所述模拟拉底及出矿处理过程中，通过所述监测数据获取设备采集所述模型不同位置的应力应变数据和不同位置的变形位移数据及所述模型的胶结节理的状态变化数据，通过所述胶结节理状态变化数据与拉底时间、不同位置的变形位移数据及不同位置的应力应变数据的对应关系，确定胶结节理化岩体自然崩落的拉底和出矿关键时间。

本发明的有益效果为：该方法既能够满足普通矿山压力模型试验方法对于矿山压力、岩层破断等连续介质情况下研究内容，也能满足离散介质下放顶煤开采、崩落法开采的放矿特性等内容的研究，关键能够满足对于节理化岩体的胶结节理的发展状态、模型中不同部位应力变形特征观察和分析，能够找出节理及胶结节理发展状态及发展程度、拉底及出矿底部结构周边的应力应变与拉底时间和出矿时间的对应关系，得出直接影响现场生产的拉底关键时间和出矿关键时间的判断依据，最终达到指导现场生产实践的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明的具体实施方式提供的相似模型试验用模型示意图；

图2为本发明的具体实施方式提供的两组胶结节理布置方式示意图；

图3为本发明的具体实施方式提供的相似模型试验加载方式示意图。

图中各标号对应的名称为：1-拉底层；2-应力应变监测点；3-位移监测标识点；4-拉底处；5-胶结节理；6-第一组胶结节理；7-第二组胶结节理。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例提供一种胶结节理化岩体自然崩落法相似模型试验方法，该方法适合研究具有两组或多组优势节理且一组或多组节理为胶结节理的自然崩落过程中的胶结节理发展状态、应力变形特征、基于胶结节理打开过程与应力变形特征基础上的拉底和出矿关键时间等方面的研究，图1所示为该方法中设置模型的示意图，包括以下步骤：

制作至少布置两组优势节理的用于胶结节理化岩体自然崩落法相似模型试验的模型，两组优势节理中至少一组为胶结节理；

在模型的不同位置设置若干位移监测标识点和若干应力应变监测点，设置监测数据获取设备对若干位移监测标识点和若干应力应变监测点进行监测；