本發(fā)明屬于煤礦生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種綜采面動載系數(shù)預(yù)測方法。

背景技術(shù)：

在煤礦生產(chǎn)中，液壓支架的選型及適用性對保障工作面安全高效生產(chǎn)有重要的作用。在工程中分析支架的適用性時，往往采用巖石容重法、經(jīng)驗公式、理論分析進(jìn)行支架選型的驗算。在采用頂板結(jié)構(gòu)法+動載系數(shù)法理論計算支護(hù)強度時，動載系數(shù)的確定至關(guān)重要。

目前動載系數(shù)通常采用經(jīng)驗法、理論分析法進(jìn)行預(yù)測，但存在以下缺陷：經(jīng)驗法缺乏科學(xué)性和針對性，僅僅是根據(jù)已有的經(jīng)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行估計；理論計算需求得的數(shù)據(jù)較為復(fù)雜，其過程較為繁瑣，且大多數(shù)據(jù)不能實測，常?？拷?jīng)驗取值。

由上述可知，經(jīng)驗法和理論計算法估計動載系數(shù)時均存在較大的誤差，因此有必要提出一種科學(xué)預(yù)測動載系數(shù)的新方法，改善現(xiàn)今的弊端，為分析支架在新開采工作面的適用性和保障工作面安全高效生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有存在的問題，本發(fā)明提供一種綜采面動載系數(shù)預(yù)測方法，既在兼顧動載系數(shù)的影響因素，又計算方便。

一種綜采面動載系數(shù)預(yù)測方法，包括：

采用回歸方程描述采高、工作面長度、頂板抗拉強度與綜采面動載系數(shù)的關(guān)系；

利用礦區(qū)采高、工作面長度、頂板抗拉強度與綜采面動載系數(shù)的歷史數(shù)據(jù)，計算回歸方程中的回歸系數(shù)；

由回歸系數(shù)確定最終的回歸方程即綜采面動載系數(shù)預(yù)測模型；

針對不同的采高、工作面長度、頂板抗拉強度，利用綜采面動載系數(shù)預(yù)測模型預(yù)測綜采面動載系數(shù)。

所述回歸方程為：

K＝a₀+a₁M+a₂L+a₃R_p

式中：K-綜采面動載系數(shù)；a₀、a₁、a₂、a₃-回歸系數(shù)；M-采高；L-工作面長度；R_p-頂板抗拉強度。

有益效果：

本發(fā)明主要從影響動載系數(shù)的主要因素角度，采用數(shù)學(xué)回歸方法，建立了可靠的回歸方程，能科學(xué)的預(yù)測動載系數(shù)，彌補了經(jīng)驗法的缺點，同時其計算方法簡單，避免較為復(fù)雜的理論計算，其工程實踐證明具有良好的可靠性，對現(xiàn)場具有很好的指導(dǎo)作用，并為科學(xué)研究液壓支架的適用性奠定堅實的基礎(chǔ)。

附圖說明

圖1是綜采面動載系數(shù)預(yù)測方法流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細(xì)說明。

動載系數(shù)K，是衡量工作面礦壓顯現(xiàn)的一個指數(shù)，而采高、工作面長度、頂板抗拉強度是影響工作面礦壓顯現(xiàn)較為重要的三個因素，故動載系數(shù)與這三因素間存在較為密切的關(guān)系。本實施方式以神東礦區(qū)為例，分析不同采高、工作面長度、頂板抗拉強度的典型綜采面動載系數(shù)(見表1)，綜合考慮采高、工作面長度和頂板物理力學(xué)參數(shù)(實驗數(shù)據(jù))三個因素與動載系數(shù)間的關(guān)系，采用回歸分析進(jìn)行研究。

表1神東礦區(qū)礦井不同采高綜采面動載系數(shù)統(tǒng)計表

如圖1所示，本實施方式提供一種綜采面動載系數(shù)預(yù)測方法，包括：

步驟1、采用回歸方程K＝a₀+a₁M+a₂L+a₃R_p描述采高、工作面長度、頂板抗拉強度與綜采面動載系數(shù)的關(guān)系，K-綜采面動載系數(shù)；a₀、a₁、a₂、a₃-回歸系數(shù)；M-采高；L-工作面長度；R_p-頂板抗拉強度；

步驟2、利用礦區(qū)采高、工作面長度、頂板抗拉強度與綜采面動載系數(shù)的歷史數(shù)據(jù)，計算回歸方程中的回歸系數(shù)；

回歸系數(shù)：a₀＝1.9541、a₁＝0.0724、a₂＝-0.0027、a₃＝-0.0388；

步驟3、由回歸系數(shù)確定最終的回歸方程即綜采面動載系數(shù)預(yù)測模型；

綜采面動載系數(shù)預(yù)測模型：K＝1.9541+0.0724M-0.0027L-0.0388R_p；

步驟4、針對不同的采高、工作面長度、頂板抗拉強度，利用綜采面動載系數(shù)預(yù)測模型預(yù)測綜采面動載系數(shù)。

對本實施方式中的回歸方程顯著性檢驗：

擬合優(yōu)度R²＝0.88＞50％，說明擬合程度較好；P值(棄假求真概率)＝0.045，小于顯著水平(0.05)，認(rèn)為回歸方程的總體效果顯著；綜上，認(rèn)為回歸方程效果顯著；由殘差分析(見表2)知，綜采面動載系數(shù)的預(yù)測值和實測值相差不大，故回歸顯著性較好。

表2殘差分析

以神東大柳塔煤礦12306綜采面為例，說明本發(fā)明方法預(yù)測的動載系數(shù)可靠性。

1)根據(jù)12306綜采面煤層賦存條件，確定工作面設(shè)計采高M(jìn)為4.6m，工作面長度L為256m，頂板以粉砂巖為主，根據(jù)神東礦區(qū)煤巖力學(xué)參數(shù)測定結(jié)果，抗拉強度R_p為1.8MPa。

2)根據(jù)上述綜采面動載系數(shù)預(yù)測模型，將12306綜采面采高、工作面長度、頂板抗拉強度數(shù)據(jù)代入，得到該綜采面動載系數(shù)，即：

K＝1.9541+0.0724×4.6-0.0027×255-0.0388×1.8≈1.53

3)由此得到12306綜采面動載系數(shù)為1.53。

12306綜采面開采后，實測動載系數(shù)為1.54，說明本發(fā)明具有良好的可靠性。