[发明专利]变采宽协调开采方法、模块、存储介质和系统

说明书

本发明提出一种变采宽协调开采方法、模块、存储介质和系统，方法包括：获取开采区域的地表允许采动变形量；获取开采区域的开采条件值；获取开采区域的观测数据，观测数据至少包括：地表下沉系数、主要影响角正切值、煤层倾角和水平移动系数；获取地表下沉率与开采宽深比的关系曲线；根据地表允许最大倾斜量、采深、地表下沉系数、主要影响角正切值和水平移动系数计算开采区域的跳采面最大宽度和开采面最小宽度；根据跳采面最大宽度和开采面最小宽度确定实际变采宽协调开采中采用的跳采面宽度和开采面宽度。本发明解决了现有技术中由于采用相同的工作面尺寸进行开采，造成地表受到相邻工作面重复采动的影响，使变形量逐步增大的问题。

技术领域

本发明涉及煤矿领域，尤其涉及一种变采宽协调开采方法、模块、存储介质和系统。

背景技术

生态保护是矿山开采设计中考虑的核心问题之一，煤炭开采对环境的损害主要体现在地表的下沉和变形。地表下沉过大，在潜水位较高矿区可能引起地表大面积积水；变形量过大可使地表产生裂缝等非连续变形，引起植被、土壤含水量和矿物质含量的损害或流失。

在生产过程中，人们注意到地表生态具有一定的自修复能力，即采动引起生态一定程度的损害后，地表植被在较短时期内可自然恢复，不会引起生态的退化。目前煤炭开采中，尤其近水平和缓倾斜煤层，一般采用相同的工作面尺寸依次进行开采，会造成地表受到相邻工作面重复采动的影响，使变形量逐步增大。

目前常用的降低采动损害的方法有条带开采、采空区充填开采，这些方法虽然能降低采动损害程度，但是从资源回收率、生产效率和成本收益等方面不适于现代化生产矿井。

发明内容

基于以上问题，本发明提出一种变采宽协调开采方法、模块、存储介质和系统，解决了现有技术中由于采用相同的工作面尺寸进行开采，造成地表受到相邻工作面重复采动的影响，使变形量逐步增大的问题。

本发明提出一种变采宽协调开采方法，包括：

获取开采区域的地表允许采动变形量，地表允许采动变形量至少包括地表允许最大倾斜量；

获取开采区域的开采条件值，开采条件值包括：采深、采厚和上覆岩层整体岩性；

获取开采区域的观测数据，观测数据至少包括：地表下沉系数、主要影响角正切值、煤层倾角和水平移动系数；

获取地表下沉率与开采宽深比的关系曲线；

根据地表允许最大倾斜量、采深、地表下沉系数、主要影响角正切值和水平移动系数计算开采区域的跳采面最大宽度和开采面最小宽度；

根据跳采面最大宽度和开采面最小宽度确定实际变采宽协调开采中采用的跳采面宽度和开采面宽度，并进行变采宽协调开采。

此外，根据地表允许最大倾斜量、采深、地表下沉系数、主要影响角正切值和水平移动系数计算开采区域的跳采面最大宽度包括：

计算地表最大下沉量，地表最大下沉量等于地表下沉系数、水平移动系数与煤层倾角的余弦值三者的乘积；

计算地表的最大允许下沉量，地表的最大允许下沉量等于采深除以主要影响角正切值后的值与地表允许最大倾斜量的乘积；

计算地表下沉率，地表下沉率等于地表的最大允许下沉量除以充分开采后地表最大下沉量；

在地表下沉率与开采宽深比的关系曲线上找到地表下沉率对应的宽深比并作为最大宽深比；

计算跳采面最大宽度，跳采面最大宽度等于最大宽深比与采深的乘积。

此外，根据地表允许最大倾斜量、采深、地表下沉系数、主要影响角正切值和水平移动系数计算开采区域的开采面最小宽度包括：

计算工作面充分开采宽度，工作面充分开采宽度等于最大宽深比与采深的乘积；