[发明专利]一种采动地裂缝预测方法

权利要求书

1.一种采动地裂缝预测方法，其特征在于，包括：

获取开采地区岩层产状尺度信息和岩土介质特性，得出开采地区的原岩初始结构，所述原岩初始结构包括所述岩层产状尺度信息和所述岩土介质特性；

确定开采地区的开采因素；

根据开采地区的原岩初始结构和开采因素分析开采扰动对松散层的影响，确定每次来压时松散层拱承载结构跨度和松散层拱承载结构拱高；

根据所获得的松散层拱承载结构跨度和松散层拱承载结构拱高，确定松散层拱梁结构上边界最大拉应力；

根据松散层极限抗拉强度与松散层拱梁结构上边界最大拉应力，对松散层拱梁结构稳定性进行判定，若拱梁结构失稳破裂，则判断地表首条裂缝形成；

其中，所述岩土介质特性包括松散层容重γ、松散层内摩擦角松散层内聚力C、松散层砂土密度ρ，所述开采因素包括煤层工作面基岩层破断角α、推进距离L、初次来压步距L_f、周期来压步距L_p，来压次数n，其中，L＝L_f+(n-1)L_p，所述松散层拱承载结构跨度l_n为：

l_n＝L_f+(n-1)L_p-2∑M·cotα，式中，∑M为基岩层厚度，α为基岩层破断角；

所述松散层拱承载结构拱高h_n为：

其中，h_n+H_n＝∑H；

式中，H_n为工作面来压时松散层拱上覆填土层厚度，∑H为松散层厚度；

所述松散层拱梁结构上边界最大拉应力为：

2.根据权利要求1所述的采动地裂缝预测方法，其特征在于，所述岩层产状尺度包括岩土层的厚度和埋深。

3.根据权利要求1所述的采动地裂缝预测方法，其特征在于，所述岩土介质特性还包括：松散层极限抗拉强度。

4.根据权利要求1所述的采动地裂缝预测方法，其特征在于，所述根据松散层极限抗拉强度与松散层拱梁结构上边界最大拉应力，对松散层拱梁结构稳定性进行判定，具体包括：

若松散层拱梁结构上边界最大拉应力松散层极限抗拉强度[σ]，则拱梁结构稳定；

若松散层拱梁结构上边界最大拉应力≥松散层极限抗拉强度[σ]，则拱梁结构失稳破断。

5.根据权利要求1至4任一项所述的采动地裂缝预测方法，其特征在于，还包括：若判断地表首条裂缝形成，则判断随着工作面的推进，薄基岩老顶出现周期性破断，形成台阶岩梁结构，同时煤壁上方地表砂土受拉周期性产生竖直向下贯通裂缝。