煤礦巖層移動(dòng)控制的“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種煤礦巖層移動(dòng)控制的“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采方法。實(shí)行留設(shè)煤柱+部分充填+部分開采的協(xié)調(diào)式充填開采，以留設(shè)的煤柱為核心，使煤柱、充填體、垮落體協(xié)調(diào)支撐上覆巖體，控制巖層與地表的移動(dòng)變形值。單側(cè)充填模式是在留設(shè)煤柱一側(cè)，依次布置充填工作面和不充填工作面；雙側(cè)充填模式則兩側(cè)依次布設(shè)。先采充填工作面、后回采不充填工作面，或者充采合并同時(shí)回采。留設(shè)煤柱寬度應(yīng)滿足基本穩(wěn)定要求；充填工作面、不充填工作面寬度，按極不充分開采要求確定。本發(fā)明與條帶開采相比，煤柱側(cè)充改善了煤柱的應(yīng)力狀態(tài)，提高了采出率。與全采全充相比，減少了充填量，卻增強(qiáng)了充填體與煤柱的支撐強(qiáng)度，提高了巖層控制效果，節(jié)省了成本。
【專利說明】煤礦巖層移動(dòng)控制的“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤層開采方法，特別涉及一種煤礦巖層移動(dòng)控制的“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采方法。
技術(shù)背景
[0002]開采勢(shì)必造成地表沉降和變形。在潛水位較高地區(qū)，按常規(guī)開采方式回采煤炭資源，會(huì)在地表形成的沉陷盆地內(nèi)大量積水，若建筑物或構(gòu)筑物位于沉陷盆地內(nèi)，會(huì)造成建筑物或構(gòu)筑物長(zhǎng)期積水或過度潮濕，影響正常使用；當(dāng)?shù)乇碜冃屋^大時(shí)還會(huì)引起建筑物或構(gòu)筑物的損壞。因此，當(dāng)?shù)乇斫?構(gòu))筑物較多，壓煤量大時(shí)，目前一般采取地表建(構(gòu))筑物異地搬遷，或采取井下充填開采和條帶開采措施，以避免或減小地表建(構(gòu))筑物的開采損害影響程度。不同措施具有如下特點(diǎn):
[0003]1、異地搬遷
[0004]把建(構(gòu))筑物從開采影響區(qū)，搬遷到不受開采影響的地方。該方法可從根本上解決建(構(gòu))筑物受開采的影響，是避免采動(dòng)損害的最為有效的途徑。但該方法存在征地困難、資金投入較大、搬遷周期長(zhǎng)、工農(nóng)關(guān)系難以協(xié)調(diào)等問題。
[0005]2、常規(guī)開采
[0006]指綜合機(jī)械化采煤，全部垮落法管理頂板的采煤方法。該法資源回收率最高，高產(chǎn)高效，系統(tǒng)布置簡(jiǎn)單，巷道掘進(jìn)量小，但對(duì)地表建筑物、構(gòu)筑物的損害最為嚴(yán)重。
[0007]3、條帶開采
[0008]把開采煤層劃分為條帶形狀，按一定采留比，采一條，留一條，間隔順序開采，使留下的條帶煤柱支撐上覆巖層，從而達(dá)到減小地表移動(dòng)變形的方法。該方法可較好的控制地表的移動(dòng)和變形，建(構(gòu))筑物受到采動(dòng)影響較小，但丟煤嚴(yán)重、資源回收率低，回采率僅為40%左右，采深較大時(shí)回采率更低。若煤柱留設(shè)寬度較大時(shí)丟煤嚴(yán)重，過小時(shí)，會(huì)造成煤柱失穩(wěn)，起不到控制覆巖移動(dòng)的作用。
[0009]4、充填開采(全采全充)
[0010]充填開采是指井下工作面開采后，采用矸石、廢棄物或膏體、高水材料等充填到采空區(qū)，以抑制頂板下沉，從而起到控制巖層與地表移動(dòng)變形的開采方法。該方法可有效控制地表下沉及變形，資源回收率高；開采與充填交替作業(yè)、相互影響，使得產(chǎn)量低。資金一次性投入大，噸煤成本增加，充填材料無保證的礦區(qū)難以實(shí)施該方法。
[0011]實(shí)測(cè)及試驗(yàn)研究表明，地表及巖層移動(dòng)主要受控于關(guān)鍵層，當(dāng)主要關(guān)鍵層完整時(shí)，其上方巖層隨關(guān)鍵層的移動(dòng)而移動(dòng)，地表的下沉和變形均較??；主要關(guān)鍵層的破斷會(huì)導(dǎo)致地表下快速下沉，地表下沉速度隨主關(guān)鍵層周期性破斷而呈現(xiàn)周期跳躍性變化，當(dāng)關(guān)鍵層的移動(dòng)變形傳至地表松散層時(shí)，松散層會(huì)調(diào)整吸收關(guān)鍵層的非均勻下沉，若松散層較薄時(shí)，不足以全部吸收非均勻變形，地表會(huì)發(fā)生較大變形，而松散層足夠厚時(shí)，關(guān)鍵層破斷引起的非連續(xù)變形將被全部吸收，地表表現(xiàn)為連續(xù)變形。礦業(yè)工程近幾十年來的研究取得了突出成就，尤其關(guān)鍵層理論的提出，解決了現(xiàn)場(chǎng)許多技術(shù)問題，并為支護(hù)設(shè)計(jì)、瓦斯抽放技術(shù)提供了理論依據(jù)。覆巖中關(guān)鍵層可以控制其上方覆巖的移動(dòng)，主關(guān)鍵層不破斷并長(zhǎng)期穩(wěn)定的情況下，地表發(fā)生的移動(dòng)變形較小，這是設(shè)計(jì)開采“三下(建/構(gòu)筑物下、鐵路下和水體下)”煤炭資源的基本原則。
[0012]以上各種開采方法從本質(zhì)上來講，是側(cè)重于資源的高效回收或地表的有效保護(hù)，不能二者兼顧。目前我國(guó)“三下”壓煤?jiǎn)栴}普遍存在，有的礦區(qū)壓煤量甚至達(dá)到100%，搬遷費(fèi)用企業(yè)難以承受，條帶開采資源的回收率太低，全部充填開采成本太高。因此，在“三下”開采中迫切需要一種安全、高回收率、低成本的開采技術(shù)。
[0013]綜上所述，對(duì)于搬遷措施難以實(shí)施，地表沉陷后易積水、壓煤量大、分布廣泛的建(構(gòu))筑物下開采；就要尋求一種既能減小下沉和地表變形，以達(dá)到保護(hù)地表建(構(gòu))筑物的安全使用、保證資源回收率要求，又能節(jié)約成本的開采措施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠有效地控制巖層與地表的移動(dòng)和變形、能夠減小采動(dòng)損害、減少面積充填率，并且提高煤炭回收率的煤礦巖層移動(dòng)控制的“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采方法。
[0015]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):煤礦巖層移動(dòng)控制的“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采方法，將煤礦采區(qū)劃分成m個(gè)開采單元，m為正整數(shù)；開采單元的開采分為單側(cè)充填和雙側(cè)充填兩種模式，每個(gè)開采單元實(shí)行留設(shè)煤柱、部分充填和部分開采的協(xié)調(diào)式充填開采，以留設(shè)的煤柱為核心，使煤柱、充填體和垮落體協(xié)調(diào)支撐上覆巖體，控制巖層與地表的移動(dòng)變形值。
[0016]上述煤礦巖層移動(dòng)控制的“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采方法，按照單側(cè)充填模式，每個(gè)開采單元均采用單側(cè)填充模式進(jìn)行開采:單側(cè)充填模式是在留設(shè)煤柱一側(cè)，依次布置一個(gè)充填工作面和一個(gè)不充填工作面；首先在第N個(gè)開采單元的充填法開采單元區(qū)內(nèi)進(jìn)行充填工作面回采并充填形成充填體；然后在第N個(gè)開采單元的全部垮落法開采單元區(qū)進(jìn)行不充填工作面回采，形成采空區(qū)，η均為正整數(shù)且m小于等于η;相鄰兩個(gè)開采單元的煤柱與采空區(qū)相鄰。
[0017]上述煤礦巖層移動(dòng)控制的“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采方法，按照雙側(cè)充填模式，每個(gè)開采單元采用雙側(cè)填充模式進(jìn)行開采，雙側(cè)充填模式是在留設(shè)煤柱的一側(cè)依次布設(shè)一個(gè)充填工作面和一個(gè)不充填工作面，并在留設(shè)的煤柱的另一側(cè)布設(shè)另一個(gè)不充填工作面；首先在第N個(gè)開采單元的充填法開采單元區(qū)內(nèi)進(jìn)行充填工作面回采并充填形成充填體；然后在第N個(gè)開采單元的全部垮落法開采單元區(qū)進(jìn)行不充填工作面回采，形成采空區(qū)，η均為正整數(shù)且m小于等于η ;相鄰兩個(gè)開采單元采用填充體與采空區(qū)相鄰。
[0018]上述煤礦巖層移動(dòng)控制的“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采方法，整個(gè)煤礦采區(qū)內(nèi)，一部分開采單元的煤柱只在一側(cè)有充填體，另一部分開采單元的煤柱的兩側(cè)均有充填體；相鄰兩個(gè)開采單元采用填充體與采空區(qū)相鄰或者采用煤柱與采空區(qū)相鄰。
[0019]上述煤礦巖層移動(dòng)控制的“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采方法，充填工作面和不充填工作面合并，同時(shí)回采。
[0020]需要特別指出的是:留設(shè)煤柱的寬度可按基本穩(wěn)定要求確定，充填工作面、不充填工作面寬度，可根據(jù)具體地質(zhì)采礦條件按非充分開采或極不充分要求確定；這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是公知常識(shí)，在此無須贅述。
[0021]本項(xiàng)發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明煤礦巖層移動(dòng)控制的“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采方法特別適用于建(構(gòu))筑物及水體下，緩傾斜或近水平且直接頂較完整、覆巖巖性為中硬或堅(jiān)硬巖層的煤層開采。煤層開采采取“小煤柱+兩(單)側(cè)充填面+兩(單)側(cè)極不充分開采面”?？刂聘矌r垮落范圍，從而減小覆巖移動(dòng)變形程度，達(dá)到既可控制地表移動(dòng)變形，又可提高資源回收率的目的。
[0022]本發(fā)明煤礦巖層移動(dòng)控制的“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采方法，通過減小留設(shè)煤柱寬度提高資源回收率，利用充填體充填以減小采動(dòng)空間，使上覆巖層中關(guān)鍵層位移及變形發(fā)展的空間減小，與小煤柱共同支撐上覆關(guān)鍵層的壓力，起到輔助支撐作用，并向煤(巖)體和頂?shù)装鍑鷰r提供一定的抵抗力，減緩煤柱和關(guān)鍵層中的應(yīng)力集中現(xiàn)象(應(yīng)力集中是造成覆巖變形與破壞導(dǎo)致地面損害的根本原因)，從而使充填體與煤柱載荷共同支承關(guān)鍵層的支撐體系，起到減小地表移動(dòng)變形的作用；另一方面充填體對(duì)小煤柱產(chǎn)生側(cè)向壓力，使小煤柱處于雙向或三向應(yīng)力狀態(tài)，改善了小煤柱的圍巖狀況，提高了其抗變形的能力，使其具有較好的完整性和穩(wěn)定性。
[0023]通常采用的條帶開采，煤柱兩側(cè)為采空區(qū)，煤柱處于單向應(yīng)力或雙向應(yīng)力狀態(tài)，采空區(qū)處頂板受到范圍較大的移動(dòng)變形。應(yīng)用本發(fā)明煤礦巖層移動(dòng)控制的“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采方法可以減小條帶煤柱留設(shè)寬度，且能夠有效控制頂板的變形范圍，保證覆巖中主關(guān)鍵層不破斷并長(zhǎng)期穩(wěn)定，可以達(dá)到減小頂板移動(dòng)變形由下至上的擴(kuò)展，使地表不受或受到較小開采影響。
[0024]本發(fā)明與條帶開采相比，煤柱側(cè)充改善了煤柱的應(yīng) 力狀態(tài)，提高了采出率。與全采全充相比，減少了充填量，卻增強(qiáng)了充填體與煤柱的支撐強(qiáng)度，提高了巖層控制效果，節(jié)省了成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1a為采煤區(qū)的剖面圖；
[0026]圖la’為采用本發(fā)明煤礦巖層移動(dòng)控制的“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采方法在圖1a所示采煤區(qū)采煤的煤柱單側(cè)“采-充-留”開采平面圖；
[0027]圖1b為另一個(gè)采煤區(qū)的剖面圖；
[0028]圖lb’為采用本發(fā)明煤礦巖層移動(dòng)控制的“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采方法在圖lb’所示采煤區(qū)采煤的煤柱兩側(cè)“采-充-留”開采平面圖；
[0029]D采-采用全部垮落法開采的常規(guī)開采工作面；
[0030]D充-采用全部充填法開采的工作面；
[0031]D留-留設(shè)的支撐上覆巖層的小煤柱；
[0032]圖1c為為本發(fā)明煤礦巖層移動(dòng)控制的“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采方法在一部分煤柱單側(cè)“采-充-留”開采及在另一部分煤柱雙側(cè)“采-充-留”開采的平面圖。
[0033]圖2a_2d為某礦采用“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采與全部垮落法全采、全部充填法開采地表移動(dòng)變形曲線比較圖，其中:圖2a為地表下沉對(duì)比圖，圖2b為地表傾斜對(duì)比圖，圖2c為地表水平移動(dòng)對(duì)比圖，圖2d為地表水平變形對(duì)比圖。
[0034]圖3a_3e為某礦首米區(qū)部分區(qū)域開米地表破壞等級(jí)z?圖，其中:圖3a為“采-充-留”稱合協(xié)調(diào)單側(cè)充填方法開采地表破壞等級(jí)云圖，圖3a-l為圖3a經(jīng)WORD圖片工具處理后的黑白圖；圖3b為“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)雙側(cè)充填方法開采地表破壞等級(jí)云圖，圖3b-l為圖3b經(jīng)WORD圖片工具處理后的黑白圖；圖3c為全部垮落法管理頂板常規(guī)開采地表破壞等級(jí)云圖，圖3c-l為圖3c經(jīng)WORD圖片工具處理后的黑白圖；圖3d為全部充填法全采后地表破壞等級(jí)云圖，圖3d-l為圖3d經(jīng)WORD圖片工具處理后的黑白圖；圖3e為條帶開采后地表破壞等級(jí)云圖，圖3e-l為圖3e經(jīng)WORD圖片工具處理后的黑白圖。
[0035]圖中:1_煤礦采區(qū)，η-第N個(gè)開采單元，η+1_第Ν+1個(gè)開采單元；η+2_第Ν+2個(gè)開采單元；η+3-第Ν+3個(gè)開采單元；ΜΖ-煤柱；CTT_充填體；CKQ-采空區(qū)。圖3a_3e中:“空白區(qū)域”代表全采工作面，“空白處填充有黑點(diǎn)區(qū)域”代表充填工作面，“黑色區(qū)域”代表留設(shè)煤柱，“藍(lán)色區(qū)域”代表I級(jí)破壞(極輕微)，“黃色區(qū)域”代表I級(jí)破壞(輕微)，“綠色區(qū)域”代表II級(jí)破壞。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面通過實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0037]實(shí)施例1
[0038]如圖1a和圖la’所示，本實(shí)施例煤礦巖層移動(dòng)控制的“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采方法，將煤礦采區(qū)I劃分成m個(gè)開采單元，m為正整數(shù)；每個(gè)開采單元均采用單側(cè)填充模式進(jìn)行開采:單側(cè)充填模式是在留設(shè)煤柱MZ —側(cè)，依次布置一個(gè)充填工作面和一個(gè)不充填工作面；首先在第N個(gè)開采單元η的充填法開采單元區(qū)內(nèi)進(jìn)行充填工作面回采并充填形成充填體CTT ;然后在第N個(gè)開采單元η的全部垮落法開采單元區(qū)進(jìn)行不充填工作面回采，形成采空區(qū)CKQ，η均為正整數(shù)且m小于等于η ;相鄰兩個(gè)開采單元的煤柱MZ與采空區(qū)CKQ相鄰。以留設(shè)的煤柱MZ為核心，使煤柱ΜΖ、充填體CTT和垮落體協(xié)調(diào)支撐上覆巖體，進(jìn)行巖層與地表的移動(dòng)變形值控制。
[0039]實(shí)施例2
[0040]如圖1b和圖lb’所示，本實(shí)施例煤礦巖層移動(dòng)控制的“采-充-留”稱合協(xié)調(diào)開采方法，將煤礦采區(qū)I劃分成m個(gè)開采單元，m為正整數(shù)；每個(gè)開采單元采用雙側(cè)填充模式進(jìn)行開采，雙側(cè)充填模式是在留設(shè)煤柱MZ的一側(cè)依次布設(shè)一個(gè)充填工作面和一個(gè)不充填工作面，并在留設(shè)的煤柱MZ的另一側(cè)布設(shè)另一個(gè)不充填工作面；首先在第N個(gè)開采單元η的充填法開米單兀區(qū)內(nèi)進(jìn)行充填工作面回米并充填形成充填體CTT ;然后在第N個(gè)開米單兀η的全部垮落法開采單元區(qū)進(jìn)行不充填工作面回采，形成采空區(qū)CKQ，η均為正整數(shù)且m小于等于η ;相鄰兩個(gè)開采單元采用填充體CTT與采空區(qū)CKQ相鄰。
[0041]實(shí)施例3
[0042]如圖1c所示，本實(shí)施例煤礦巖層移動(dòng)控制的“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采方法，將煤礦采區(qū)I劃分成m個(gè)開采單元，m為正整數(shù)；在整個(gè)煤礦采區(qū)I內(nèi)，一部分開采單元的煤柱MZ只在一側(cè)有充填體CTT，另一部分開采單元的煤柱MZ的兩側(cè)均有充填體CTT ;相鄰兩個(gè)開采單元采用填充體CTT與采空區(qū)CKQ相鄰或者采用煤柱MZ與采空區(qū)CKQ相鄰。首先在第N個(gè)開采單元η的充填法開采單元區(qū)內(nèi)進(jìn)行充填工作面回采并充填形成充填體CTT ;然后在第N個(gè)開采單元η的全部垮落法開采單元區(qū)進(jìn)行不充填工作面回采，形成采空區(qū)CKQ，η均為正整數(shù)且m小于等于η。[0043]實(shí)施例4
[0044]某礦一采區(qū)位于井田東北部，煤系地層為山西組和太原組，煤層傾角為10°，平均煤厚2.7m,該區(qū)地面平坦，標(biāo)高+46m左右，井下煤層標(biāo)高-550?_850m，覆巖整體為中硬巖性，上覆巖層中有一厚約50m的細(xì)砂巖巖層,為覆巖內(nèi)主要關(guān)鍵層。
[0045]圖2a_2d為某礦采用“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采與全部開采、全部充填(固體充填)法開采后的地表移動(dòng)變形曲線比較圖。
[0046]通過利用本專利申請(qǐng)發(fā)明人戴華陽(yáng)在本專利申請(qǐng)的申請(qǐng)日之前開發(fā)并在本專利申請(qǐng)的申請(qǐng)日之前已經(jīng)公開發(fā)表的“傾斜煤層開采沉陷預(yù)測(cè)分析系統(tǒng)”模擬計(jì)算，由圖2a可以看出，條帶開采地表最大下沉值最小，全采法地表下沉值最大，“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采法的地表最大下沉值與充填開采相差較小，減沉效果基本相同。
[0047]由圖2b可以看出，各開采方法相比，條帶開采的地表傾斜變形最大值最小，全采法最大，但“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采法的傾斜變形較大值的影響范圍較充填和全采法的影響范圍小，且傾斜變形值與充填法差值較小。
[0048]由圖2c可以看出，條帶開米的水平移動(dòng)的最大值最小，全米法最大，“米_充-留”耦合協(xié)調(diào)開采與充填開采水平移動(dòng)值相差較小。
[0049]由圖2d可以看出，條帶開采的地表水平變形的最大值最小，全采法最大，“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采的水平變形最大值與全部充填法基本相同，較大值的影響范圍較集中。
[0050]由附圖3a?3e可知，全采法地表建(構(gòu))筑物損壞程度可達(dá)II級(jí)，條帶開采在I級(jí)以內(nèi)，“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采以充填開采相同，損壞程度大部分為I級(jí)，個(gè)別區(qū)域達(dá)到II級(jí)損壞。
[0051]總之，相比與全采法，“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采地表的損害程度大大減輕，地表下沉量明顯減??；與條帶開采相比，資源回收率大大提高，計(jì)算示例中條帶的回采率不到40%，“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采回收率大于70% ;與全采全充的充填開采相比，“采-充-留”稱合協(xié)調(diào)開采地表的下沉值和移動(dòng)變形以及對(duì)地表建筑物的損壞程度基本一致，但“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采的充填材料需求量大大減少，充填成本大大降低，工作面回采效率大大提高。由此可見，在地表潛水位較高、企業(yè)難以承受較高投入成本、資源回收率要求高、地表破壞等級(jí)要求較高的礦區(qū)，采用煤礦巖層移動(dòng)控制的“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采方法既可滿足井下開采要求，又可減小地表建(構(gòu))筑物的采動(dòng)損壞。
[0052]本發(fā)明依據(jù)“開采面極不充分+充填體與煤柱聯(lián)合支撐頂板+頂板主關(guān)鍵層不破斷”的原則，顧及松散層調(diào)整吸收關(guān)鍵層破斷引起非連續(xù)變形能力的條件下，設(shè)計(jì)小煤柱、充填工作面和開采工作面的尺寸。
[0053]適用于建(構(gòu))筑物及水體下，緩傾斜或近水平且直接頂較完整、覆巖巖性為中硬或堅(jiān)硬巖層的煤層開采。煤層開采采取留設(shè)煤柱雙(單)側(cè)進(jìn)行充填開采，在充填面的另一側(cè)采用常規(guī)開采的方式，依次進(jìn)行留設(shè)煤柱、充填和常規(guī)開采；充填體減小了覆巖下移的空間，與留設(shè)煤柱共同支撐頂?shù)装鍓毫Γ瑥亩鴾p緩關(guān)鍵層及煤柱中的應(yīng)力集中現(xiàn)象；此外，充填體位于煤柱一側(cè)或雙側(cè)，對(duì)煤柱產(chǎn)生側(cè)向壓力，使煤柱處于兩向或三向應(yīng)力狀態(tài)，改變了煤柱的圍巖狀況，提高了煤柱承載力，使煤柱具有較好的完整性、整體性和穩(wěn)定性，從而有效減緩了關(guān)鍵層中的應(yīng)力集中現(xiàn)象，控制了覆巖的移動(dòng)和垮落范圍，大大降低了地表的開采損害程度，提高了資源回收率。由于關(guān)鍵層得到有效支撐，不破斷且能夠保持長(zhǎng)期穩(wěn)定性，使關(guān)鍵層上覆巖層及松散層隨關(guān)鍵層彎曲動(dòng)而同步移動(dòng)，從而起到減緩地表下沉及變形的作用。
[0054]另外，在實(shí)施例1至實(shí)施例3中，也可以采取充填工作面和不充填工作面合并，同時(shí)回采。
【權(quán)利要求】
1.煤礦巖層移動(dòng)控制的“采-充-留”稱合協(xié)調(diào)開采方法，其特征在于，將煤礦采區(qū)(I)劃分成m個(gè)開采單元，m為正整數(shù)；開采單元的開采分為單側(cè)充填和雙側(cè)充填兩種模式，每個(gè)開采單元實(shí)行留設(shè)煤柱、部分充填和部分開采的協(xié)調(diào)式充填開采，以留設(shè)的煤柱為核心，使煤柱、充填體和垮落體協(xié)調(diào)支撐上覆巖體，控制巖層與地表的移動(dòng)變形值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦巖層移動(dòng)控制的“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采方法，其特征在于，按照單側(cè)充填模式，每個(gè)開采單元均采用單側(cè)填充模式進(jìn)行開采:在留設(shè)煤柱(MZ) 一側(cè)，依次布置一個(gè)充填工作面和一個(gè)不充填工作面；首先在第N個(gè)開采單元(η)的充填法開米單兀區(qū)內(nèi)進(jìn)行充填工作面回米并充填形成充填體(CTT);然后在第N個(gè)開米單元(η)的全部垮落法開采單元區(qū)進(jìn)行不充填工作面回采，形成采空區(qū)(CKQ)，η均為正整數(shù)且m小于等于η;相鄰兩個(gè)開采單元的煤柱(MZ)與采空區(qū)(CKQ)相鄰。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦巖層移動(dòng)控制的“采-充-留”耦合協(xié)調(diào)開采方法，其特征在于，按照雙側(cè)充填模式，每個(gè)開采單元采用雙側(cè)填充模式進(jìn)行開采:在留設(shè)的煤柱(MZ)的一側(cè)依次布設(shè)一個(gè)充填工作面和一個(gè)不充填工作面，并在留設(shè)煤柱(MZ)的另一側(cè)布設(shè)另一個(gè)不充填工作面；首先在第N個(gè)開采單元(η)的充填法開采單元區(qū)內(nèi)進(jìn)行充填工作面回采并充填形成充填體(CTT);然后在第N個(gè)開采單元(η)的全部垮落法開采單元區(qū)進(jìn)行不充填工作面回采，形成采空區(qū)(CKQ)，η均為正整數(shù)且m小于等于η ;相鄰兩個(gè)開采單元采用填充體(CTT)與采空區(qū)(CKQ)相鄰。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦巖層移動(dòng)控制的“采-充-留”稱合協(xié)調(diào)開采方法，其特征在于，整個(gè)煤礦采區(qū)(I)內(nèi)，一部分開采單元的煤柱(MZ)只在一側(cè)有充填體(CTT)，另一部分開采單元的煤柱(MZ)的兩側(cè)均有充填體(CTT);相鄰兩個(gè)開采單元采用填充體(CTT)與采空區(qū)(CKQ)相鄰或者采用煤柱(MZ)與采空區(qū)(CKQ)相鄰。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦巖層移動(dòng)控制的“采-充-留”稱合協(xié)調(diào)開采方法，其特征在于，充填工作面和不充填工作面合并，同時(shí)回采。
【文檔編號(hào)】E21C41/16GK103437765SQ201310304267
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月19日
【發(fā)明者】戴華陽(yáng) 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)