[发明专利]一种充填开采岩层位态精准控制设计方法

说明书

一种充填开采岩层位态精准控制设计方法，属于充填开采领域。方法：A、由充填开采目的确定控制对象；B、由控制对象控制要求确定岩层位态精准控制要求；C、由岩层位态精准控制要求解算临界充实率；D、由临界充实率确定充填体临界地基系数；E、由充填体临界地基系数确定精确的夯实工艺参数；F、根据夯实工艺参数实施充填开采工艺；G、设计岩层位态监测方法，实施岩层位态实时监测；H、由实测的顶板动态下沉值及辅助性监测措施判断岩层位态精准控制程度；I、反馈调节夯实工艺参数和充填体地基系数；J、实现充填开采岩层位态精准控制。本方法科学、实用，促进充填工艺设计的科学性、岩层位态控制的精准性，实现充填开采岩层位态精准控制。

技术领域

本发明涉及充填开采领域，尤其涉及一种充填开采岩层位态精准控制设计方法。

背景技术

我国资源赋存的特点是缺油、少气、富煤，煤炭在一次能源消费构成中占比较大，其战略主体地位在一段时间内基本不会动摇。充填采煤是我国近年来迅速发展的一种采用充填材料进行采空区回填的绿色开采技术，在环境保护、地表沉陷控制及生态矿山建设方面具有突出技术优势，国家从战略上一直重视鼓励条件允许的矿井采用充填开采技术回采优质煤炭资源。

目前充填采煤岩层控制方面已取得了一些理论研究成果，但是实现充填开采岩层位态精准控制的设计方法尚未形成。

本发明所涉及的充填开采岩层位态精准控制设计方法，可以指导充填开采岩层位态控制设计，以实现岩层位态的精准控制，保障不同充填开采工程背景下控制目标的控制效果。该设计方法可以丰富充填开采岩层控制基础理论。

发明内容

本发明的目的是要提供一种充填开采岩层位态精准控制设计方法，解决传统的充填开采设计方法中无法科学精准控制充填效果的问题。

为达到充填开采岩层位态的精准控制，本发明设计方法步骤如下：

A、由充填开采目的确定控制对象；

B、由控制对象控制要求确定岩层位态精准控制要求；

C、由岩层位态精准控制要求解算岩层破断的临界充实率；

D、由临界充实率确定充填体临界地基系数；

E、由充填体临界地基系数确定精确的夯实工艺参数；

F、根据夯实工艺参数实施充填开采工艺；

G、设计岩层位态监测方法，实施岩层位态实时监测；

H、由实测的顶板动态下沉值及辅助性监测措施判断岩层位态精准控制程度；

I、反馈调节夯实工艺参数和充填体地基系数；

J、实现充填开采岩层位态精准控制。

所述的步骤A根据充填开采目的确定控制对象，步骤B由控制对象控制要求确定岩层位态精准控制要求；控制充实率实现不同的充填开采目的；充实率越高，岩层控制的效果越好；计算得出不同充填开采目的的临界充实率保证实现岩层位态的精准控制；

充填开采目的包括：建筑物或构筑物下充填采煤、坚硬顶板下采煤、水体下保水充填采煤、充填防治冲击矿压、充填处理固体废弃物、充填回收房式煤柱，所述的处理固体废弃物为井下矸石不升井；不同的充填开采目的下，对充实率的要求不一而足，所述的充实率是表征充填密实程度；

针对建筑物或构筑物下开采：根据不同压煤类型和覆岩结构开采后岩层运动的设防指标，得到一个地面建筑物能承受的极限开采厚度h_max，固体充填采煤的等价采高h_e必须满足h_e≤h_max，以h表示采高，充实率与采高的关系为：在建筑物或构筑物下进行充填开采保证充实率