一种长壁覆岩协调沉降保水采煤方法

摘要

本发明公开了一种长壁覆岩协调沉降保水采煤方法，包括步骤：一、划分采区和工作面，二、确定工作面采煤方法为长壁覆岩协调沉降保水采煤方法：推进长度L形成第一条带，留设一个宽度为D1的充填煤柱，搬家后再推进长度L形成第二条带，再留设一个宽度为D2的支撑煤柱，相邻两个支撑煤柱间的区域为一个协调沉降区，三、确定长壁覆岩协调沉降保水采煤方法的开采参数：301、协调沉降区长度L'的确定，302、条带推进长度L的确定，303、支撑煤柱的宽度D2的确定，304、充填煤柱的宽度D1的确定，四、工作面开采。本发明的采煤方法简单，实现方便，既大大提高了煤炭采出率，又保护了缺水矿区宝贵的水资源，确保了矿区的生态环境不被破坏，实用性强。

主权项

一种长壁覆岩协调沉降保水采煤方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、划分采区和工作面：根据井田范围划分采区和工作面，每个工作面的倾向长度为150m～180m；步骤二、确定工作面采煤方法的具体开采过程为：推进长度L形成第一条带(1)，留设一个宽度为D1的充填煤柱(2)，搬家后再推进长度L形成第二条带(3)，再留设一个宽度为D2的支撑煤柱(4)，相邻两个支撑煤柱(4)间的区域为一个协调沉降区(5)，后一协调沉降区(5)开采过程中，前一协调沉降区(5)中的充填煤柱(2)逐渐失稳；步骤三、确定长壁覆岩协调沉降保水采煤方法的开采参数，其具体过程如下：步骤301、协调沉降区(5)长度L'的确定：根据公式L'≥l_j确定协调沉降区(5)长度L'，其中，l_j为协调沉降区(5)上方隔水层的极限跨距且l_j＝2Eh_t²/400q，E为协调沉降区(5)上方隔水层的弹性模量，ht为协调沉降区(5)上方隔水层的厚度，q为协调沉降区(5)上方隔水层的线载荷；步骤302、条带推进长度L的确定：根据公式$\left\{\begin{array}{c}L=\phi ·h_z\sqrt{\frac{{2\sigma }_z}{q_z}}\\ L>4{\mathrm{\Psi h}}_z\end{array}\right.$确定条带推进长度L，其中，φ为协调沉降区(5)上方岩层形成的组合关键层的组合效应系数，h_z为协调沉降区(5)上方岩层形成的组合关键层的厚度，σ_z为协调沉降区(5)上方岩层形成的组合关键层的抗拉强度，q_z为协调沉降区(5)上方岩层形成的组合关键层的面载荷，ψ为影响系数；步骤303、支撑煤柱(4)的宽度D2的确定：根据公式D2≥W确定支撑煤柱(4)的宽度D2，其中，W为能够保持永久稳定的稳定煤柱的宽度且r为能够保持永久稳定的稳定煤柱的核区率且r＝0.65，R_w为能够保持永久稳定的稳定煤柱的屈服区宽度且H为能够保持永久稳定的稳定煤柱的高度，θ为扰动因子；为煤层与顶底板接触面的摩擦角，C为煤层与顶底板接触面的粘聚力，σ_j为能够保持永久稳定的稳定煤柱的极限强度，P_c为煤壁的侧向约束力，ε为屈服区与核区界面处的侧压系数；步骤304、充填煤柱(2)的宽度D1的确定：根据公式确定充填煤柱(2)的宽度D1；其中，r_S为后一协调沉降区(5)开采过程中前一协调沉降区(5)中充填煤柱(2)失稳定的核区率且r_S＝0.3；步骤四、工作面开采：根据步骤三中确定的开采参数并根据步骤二中确定的工作面采煤方法的具体开采过程依次对工作面内的各个协调沉降区(5)进行开采；步骤302中所述条带推进长度L为40m～60m。