[发明专利]一种近距离煤层上下逐替协同开采区段煤柱留设方法

权利要求书

1.一种近距离煤层上下逐替协同开采区段煤柱留设方法，其特征在于包括以下步骤：

首先在施工区域设定上煤层和下煤层，通过理论计算和数值模拟方法确定上煤层区段煤柱合理留设宽度X_u，应用理论计算和数值模拟方法确定近距离煤层上下区段煤柱合理空间错距L，应用理论计算和数值模拟方法确定下煤层区段煤柱合理留设宽度X_s，应用物理相似模拟方法验证上煤层区段煤柱合理留设宽度X_u、近距离煤层上下区段煤柱合理空间错距L、下煤层区段煤柱合理留设宽度X_s取值的合理性；

应用理论计算和数值模拟方法确定近距离煤层上下区段煤柱合理空间错距L，包括：

a.利用公式：计算近距离煤层上下区段煤柱理论错距L₁，式中：L₁为近距离煤层上下区段煤柱理论错距，单位为m；h为上下煤层层间距，单位是m；；h₁为上煤层厚度，单位为m；为应力传播影响角，单位为°；

b.应用数值模拟方法确定近距离煤层上下区段煤柱数值模拟错距L₂：取近距离煤层上下区段煤柱理论错距L₁±10m为数值模拟错距L₂，使用有限差分数值模拟软件对近距离煤层上下区段煤柱合理空间错距进行数值模拟计算，确定合理近距离煤层上下区段煤柱数值模拟错距L₂；

c.利用公式：L≥min{L₁,L₂}，结合理论计算和数值模拟计算宽度结果，从而确定近距离煤层上下区段煤柱合理空间错距L。

2.根据权利要求1所述的近距离煤层上下逐替协同开采区段煤柱留设方法，其特征在于应用理论计算和数值模拟方法确定上煤层区段煤柱合理留设宽度X_u，包括：

a.分别获取上煤层中区段煤柱采空区侧的塑性区宽度X₁，区段煤柱巷道侧的塑性区宽度Y₁，煤柱弹性区宽度Z₁，利用公式：W_u＝X₁+Y₁+Z₁获得上煤层区段煤柱理论留设宽度W_u；

b.确定上煤层区段煤柱数值模拟宽度w_u：取上煤层区段煤柱理论留设宽度W_u±6m为上煤层煤柱数值模拟宽度范围，应用有限差分数值模拟软件对上煤层区段煤柱宽度进行数值模拟计算，对比分析不同宽度煤柱的数值模拟结果确定上煤层区段煤柱数值模拟宽度w_u；

c.利用公式：X_u≥min{W_u,w_u}，结合上煤层区段煤柱的理论计算和数值模拟计算宽度结果，确定合理的上煤层区段煤柱留设宽度X_u。

3.根据权利要求2所述的距离煤层上下逐替协同开采区段煤柱留设方法，其特征在于应用理论计算和数值模拟方法确定下煤层区段煤柱合理留设宽度X_s步骤为：

a.分别获取下煤层区段煤柱采空区侧的塑性区宽度X₂，区段煤柱巷道侧的塑性区宽度Y₂，煤柱弹性区宽度Z₂，利用公式：W_s＝X₂+Y₂+Z₂计算下煤层区段煤柱理论留设宽度W_s；

b.确定下煤层区段煤柱数值模拟宽度w_s：取下煤层区段煤柱理论留设宽度W_s±6m为下煤层煤柱数值模拟宽度，使用有限差分数值模拟软件对下煤层区段煤柱宽度进行数值模拟计算，对比分析不同宽度煤柱的数值模拟结果确定上煤层区段煤柱数值模拟宽度w_s；

c.利用公式 ：X_s≥min{W_s,w_s}，结合下煤层区段煤柱的理论计算和数值模拟计算宽度结果，确定合理的下煤层区段煤柱留设宽度X_s。