(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111533685.2 (22)申请日 2021.12.15 (71)申请人 国家能源投资集团有限责任公司 地址 100011 北京市东城区安外西滨河路 22号 申请人 国能神东煤炭集团有限责任公司 　 北京低碳清洁能源研究院 (72)发明人 张勇　曹志国　吴宝杨　武洋　 王路军　池明波　李海祥　杨毅　 张保　朱晓倩　 (74)专利代理 机构 北京邦信阳专利商标代理有 限公司 1 1012 代理人 耿蕾 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01)G06F 111/10(2020.01) G06F 113/26(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 煤矿地下水库坝体结构抗震安全性的分析 方法 (57)摘要 本发明提出一种煤矿地下水库坝体结构抗 震安全性的分析方法和检测装置， 分析方法包 括： 配置煤矿地下水库坝体结构的物理模型的相 似材料； 采用相似材料建立煤矿地下水库坝体结 构的物理模 型， 煤矿地下水库坝体由人工坝体将 煤柱坝体连接而成； 根据提取的矿震波形对煤矿 地下水库坝体结构的物理模型进行矿震模拟， 记 录振动过程中人工坝体与煤柱坝体的连接部的 应力值； 根据获取到的煤柱坝体参数、 应力值和 抗震安全性计算公式计算煤矿地下水库坝体结 构抗震安全性。 本发明针对人工坝体与煤柱坝体 的连接部的抗震安全性进行计算， 根据计算结果 给出煤矿地下 水库坝体结构抗震安全性的状态。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 114218791 A 2022.03.22 CN 114218791 A 1.一种煤矿地下 水库坝体结构抗震安全性的分析 方法， 其特 征在于， 包括： 配置煤矿地下 水库坝体结构的物理模型的相似材 料； 采用相似材料建立煤矿地下水库坝体结构的物理模型， 煤矿地下水库坝体由人工坝体 将煤柱坝体连接而成； 根据提取的矿震波形对煤矿地下水库坝体结构的物理模型进行矿震模拟， 记录振动过 程中人工坝体与煤柱坝体的连接 部的应力值； 根据获取到的煤柱坝体参数、 应力值和抗震安全性计算公式计算煤矿地下水库坝体结 构抗震安全性。 2.根据权利要求1所述的煤矿地下 水库坝体结构抗震安全性的分析 方法， 其特 征在于， 配置煤矿地下 水库坝体结构的物理模型的相似材 料包括： 获取与被模拟的煤矿地下水库同煤层的煤岩试样进行力学试验， 得到煤矿地下水库煤 柱坝体力学参数； 根据人工坝体的混凝 土结构设计参数 得到人工坝体力学参数； 根据煤矿地下水库煤柱坝体力学参数和人工坝体力学参数以及容重条件选择合适的 材料配比， 配置与人工坝体和煤柱坝体相符的相似材 料。 3.根据权利要求2所述的煤矿地下 水库坝体结构抗震安全性的分析 方法， 其特 征在于， 煤矿地下 水库煤柱坝体力学参数至少包括： 煤柱坝体的粘聚力、 内摩擦角、 弹性模量、 泊松比和抗拉强度。 4.根据权利要求2所述的煤矿地下 水库坝体结构抗震安全性的分析 方法， 其特 征在于， 人工坝体力学参数至少包括坝体： 人工坝体的抗拉强度、 泊松比和弹性模量。 5.根据权利要求2所述的煤矿地下 水库坝体结构抗震安全性的分析 方法， 其特 征在于， 相似材料的原材 料至少包括： 中砂、 重晶石、 滑石粉、 水泥、 水、 凡士林和硅油。 6.根据权利要求1所述的煤矿地下 水库坝体结构抗震安全性的分析 方法， 其特 征在于， 采用相似材 料建立煤矿地下 水库坝体结构的物理模型包括： 采用相似材料先浇筑煤柱坝体， 再浇筑人工坝体， 在人工坝体与煤柱坝体的连接部布 置应力传感器， 将水平加载装置沿着人工坝体嵌入到物理模型内部 。 7.根据权利要求1所述的煤矿地下 水库坝体结构抗震安全性的分析 方法， 其特 征在于， 根据提取的矿震 波形对煤矿地下 水库坝体结构的物理模型进行矿震模拟包括： 根据在煤矿地下水库坝体现场取得的矿震波形， 通过振动台对煤矿地下水库坝体结构 的物理模型进行矿震模拟。 8.根据权利要求1所述的煤矿地下 水库坝体结构抗震安全性的分析 方法， 其特 征在于， 根据获取到的煤柱坝体参数、 应力值和抗震安全性计算公式计算煤矿地下水库坝体结 构抗震安全性包括： 煤矿地下 水库坝体结构抗震安全性 为： 其中， c为煤柱坝体粘聚力， p为煤柱坝体抗拉强度， θ为煤柱坝体内摩擦角， 为煤柱坝 体薄弱位置与煤柱坝体临空面角度， q为振动试验过程中人工坝体与煤柱坝体连接部的最权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114218791 A 2大应力值， l 为人工坝体嵌入到 煤柱坝体的深度。 9.根据权利要求8所述的煤矿地下 水库坝体结构抗震安全性的分析 方法， 其特 征在于， 当k＞1时， 煤矿地下 水库坝体结构处于安全状态。 10.一种采用如权利要求1 ‑9任一项所述的煤矿地下水库坝体结构抗震安全性的分析 方法的检测装置， 其特 征在于， 包括： 振动台、 模拟试验台架、 监测数据采集系统、 水平加载装置及煤矿地下水库坝体结构的 物理模型； 模拟试验台架放置在振动台上方， 煤矿地下水库坝体结构的物 理模型放置在模拟 实验 台架内， 在煤矿地下水库坝体结构的物理模型内的煤柱坝体和人工坝体连接处布置应力传 感器， 水平加载装置沿着人工坝体嵌入到模拟试验台架内， 监测数据采集系统与应力传感 器连接； 振动台震动后， 应力传感器监测振动作用下煤柱坝体与人工坝体间的相互作用力， 监 测数据采集系统采集应力 传感器的信号并转化为应力值， 水平加载装置用于模拟物理模型 受到侧向水压产生的梯度水平应力。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114218791 A 3