[发明专利]一种煤层开采中近全岩上保护层开采设计方法

摘要

一种近全岩上保护层开采设计方法，属于煤层开采中上保护层开采设计方法。以保护层开采矿井工程地质条件信息与煤岩体试样的物理力学参数为基础，采用数值分析的方法，确定被保护层膨胀变形率保护层底板塑性区破坏深度K、煤层瓦斯压力P满足《防治煤与瓦斯突出规定》的保护层开采厚度M、保护层与被保护层层间距H，然后依据近全岩上保护层中岩石层开采厚度所占百分比，在传统综采工艺、单排孔爆破预裂辅助传统综采工艺以及双排三花孔爆破辅助传统综采工艺中确定近全岩保护层开采工艺。此方法可为无常规保护层可采的低渗透性高瓦斯煤层的安全回采提供理论依据，同时进一步丰富保护层开采设计方法，该方法经济效益显著、安全高效，具有广泛的实用性。

主权项

1.一种煤炭开采中近全岩上保护层开采设计方法，其特征是：以保护层开采矿井工程地质条件信息与煤岩体试样的物理力学参数为基础，采用数值分析的方法，确定被保护层膨胀变形率φ、保护层底板塑性区破坏深度K、煤层瓦斯压力P满足《防治煤与瓦斯突出规定》的保护层开采厚度M、保护层与被保护层层间距H，然后依据近全岩上保护层中岩石层开采厚度所占百分比，在传统综采工艺、单排孔爆破预裂辅助传统综采工艺以及三花孔爆破辅助传统综采工艺中确定近全岩保护层开采工艺；其具体步骤如下：（1）收集保护层开采矿井工程地质条件信息，并进行煤岩体取样；（2）将取样得到的煤岩体制成标准试样，进行岩石力学实验，获取煤岩体的物理力学参数；（3）根据保护层开采矿井工程地质条件信息与煤岩体的物理力学参数，采用有限元分析软件FLAC^3D建立近全岩上保护层采煤数值模型；（4）分别模拟计算与分析保护层与被保护层层间距H不变、保护层开采厚度M变化及保护层开采厚度M不变、保护层与被保护层层间距H变化的条件下被保护层膨胀变形率φ、保护层底板塑性区破坏深度K、煤层瓦斯压力P的变化；（5）以模拟计算的结果为基础，确定符合要求的保护层开采厚度M和保护层与被保护层层间距H；（6）依据近全岩上保护层中岩石层开采厚度所占百分比，在传统综采工艺、单排孔爆破预裂辅助传统综采工艺以及三花孔爆破辅助传统综采工艺中确定近全岩保护层开采工艺。