[发明专利]短壁开采法回收水体下边角煤开采参数的确定方法

说明书

本发明公开了一种短壁开采法回收水体下边角煤开采参数的确定方法，所述开采参数包括最大采高Mmax、采高m、隔离保护煤柱宽度l。首先在上覆岩层中确定隔水层，给定回采区域保护层厚度h_b，确定煤层顶面距隔水层顶部的距离H和导水裂隙带最大高度h_max，从而确定工作面最大采高Mmax，进而确定适应短壁开采的采高M。建立导水裂隙带高度h、采高M和隔离保护煤柱宽度l关系数学模型，计算出隔离保护煤柱的宽度l。本发明是通过设计合理的短壁采场采空区隔离保护煤柱宽度，进而控制导水裂隙带高度，实现水体下安全回收不规则边角煤资源，其方法简单易操作，同时大大提高了回收率，避免了资源的浪费，具有很强的实用性。

技术领域

本发明涉及一种水体下边角煤回收方法，尤其是一种短壁开采法回收水体下边角煤开采参数的确定方法。

背景技术

短壁开采技术是一种绿色开采技术，主要是用于开采不适合长壁开采的煤层及“三下”压煤。煤矿开采过程中短壁开采仅采出煤层的部分煤炭，保留的煤炭以隔离保护煤柱形式支撑上覆岩层，从而减少覆岩下沉，控制地表沉陷和变形，实现对工作面安全保护的目的，提高了煤炭开采的回收率。因此，展开水体下边角煤回收理论研究，具有广泛的应用价值。

在水体下短壁开采的方法中，留设合理的隔离保护煤柱尺寸是影响煤炭开采安全的重要因素。不同覆岩结构条件下，隔离保护煤柱的受力状态、空间系统结构、力学性质均会发生极大的甚至本质的变化，因此确定不同条件下合理隔离保护煤柱的尺寸，对水体的保护起到至关重要的作用。合理的隔离保护煤柱尺寸设计，能够有效控制覆岩导水裂隙带高度，实现水体下边角煤资源回收。根据不同的地质条件，确定合理的保护层厚度和最大导水裂隙带高度，并反演计算得到合理采高，同时通过隔离保护煤柱尺寸与导水裂隙带高度、采高的相关数学关系，最终可以确定合理的隔离保护煤柱尺寸，从而保证开采过程的安全。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术已存在的问题，提供一种短壁开采法回收水体下边角煤开采参数的确定方法。采用本方法，可以合理设计短壁开采工作面的采高、隔离保护煤柱宽度，进而控制导水裂隙带高度，保证开采过程安全可靠。

本发明提出的一种短壁开采法回收水体下边角煤开采参数的确定方法，所述开采参数包括最大采高M_max、采高m、隔离保护煤柱宽度l，其步骤如下：

步骤1.根据边角煤上覆岩层岩性资料，在上覆岩层中确定隔水层，给定回采区域保护层厚度h_b。保护层厚度h_b是指开采导水裂隙带顶部距上覆岩层中最上方的隔水层顶部的距离。

步骤2.根据边角煤上覆岩层岩性资料，确定煤层顶面距隔水层顶部的距离H，计算导水裂隙带最大高度h_max：

h_max＝H－h_b。

步骤3.选取《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中的导水裂隙带高度经验公式，并结合保护层厚度和最大导水裂隙带高度反演求出工作面最大采高M_max：