变采宽协调开采方法、模块、存储介质和系统技术方案

本发明专利技术提出一种变采宽协调开采方法、模块、存储介质和系统，方法包括：获取开采区域的地表允许采动变形量；获取开采区域的开采条件值；获取开采区域的观测数据，观测数据至少包括：地表下沉系数、主要影响角正切值、煤层倾角和水平移动系数；获取地表下沉率与开采宽深比的关系曲线；根据地表允许最大倾斜量、采深、地表下沉系数、主要影响角正切值和水平移动系数计算开采区域的跳采面最大宽度和开采面最小宽度；根据跳采面最大宽度和开采面最小宽度确定实际变采宽协调开采中采用的跳采面宽度和开采面宽度。本发明专利技术解决了现有技术中由于采用相同的工作面尺寸进行开采，造成地表受到相邻工作面重复采动的影响，使变形量逐步增大的问题。

【技术实现步骤摘要】
变采宽协调开采方法、模块、存储介质和系统
本专利技术涉及煤矿领域，尤其涉及一种变采宽协调开采方法、模块、存储介质和系统。
技术介绍
生态保护是矿山开采设计中考虑的核心问题之一，煤炭开采对环境的损害主要体现在地表的下沉和变形。地表下沉过大，在潜水位较高矿区可能引起地表大面积积水；变形量过大可使地表产生裂缝等非连续变形，引起植被、土壤含水量和矿物质含量的损害或流失。在生产过程中，人们注意到地表生态具有一定的自修复能力，即采动引起生态一定程度的损害后，地表植被在较短时期内可自然恢复，不会引起生态的退化。目前煤炭开采中，尤其近水平和缓倾斜煤层，一般采用相同的工作面尺寸依次进行开采，会造成地表受到相邻工作面重复采动的影响，使变形量逐步增大。目前常用的降低采动损害的方法有条带开采、采空区充填开采，这些方法虽然能降低采动损害程度，但是从资源回收率、生产效率和成本收益等方面不适于现代化生产矿井。
技术实现思路
基于以上问题，本专利技术提出一种变采宽协调开采方法、模块、存储介质和系统，解决了现有技术中由于采用相同的工作面尺寸进行开采，造成地表受到相邻工作面重复采动的影响，使变形量逐步增大的问题。本专利技术提出一种变采宽协调开采方法，包括：获取开采区域的地表允许采动变形量，地表允许采动变形量至少包括地表允许最大倾斜量；获取开采区域的开采条件值，开采条件值包括：采深、采厚和上覆岩层整体岩性；获取开采区域的观测数据，观测数据至少包括：地表下沉系数、主要影响角正切值、煤层倾角和水平移动系数；获取地表下沉率与开采宽深比的关系曲线；根据地表允许最大倾斜量、采深、地表下沉系数、主要影响角正切值和水平移动系数计算开采区域的跳采面最大宽度和开采面最小宽度；根据跳采面最大宽度和开采面最小宽度确定实际变采宽协调开采中采用的跳采面宽度和开采面宽度，并进行变采宽协调开采。此外，根据地表允许最大倾斜量、采深、地表下沉系数、主要影响角正切值和水平移动系数计算开采区域的跳采面最大宽度包括：计算地表最大下沉量，地表最大下沉量等于地表下沉系数、水平移动系数与煤层倾角的余玄值三者的乘积；计算地表的最大允许下沉量，地表的最大允许下沉量等于采深除以主要影响角正切值后的值与地表允许最大倾斜量的乘积；计算地表下沉率，地表下沉率等于地表的最大允许下沉量除以充分开采后地表最大下沉量；在地表下沉率与开采宽深比的关系曲线上找到地表下沉率对应的宽深比并作为最大宽深比；计算跳采面最大宽度，跳采面最大宽度等于最大宽深比与采深的乘积。此外，根据地表允许最大倾斜量、采深、地表下沉系数、主要影响角正切值和水平移动系数计算开采区域的开采面最小宽度包括：计算工作面充分开采宽度，工作面充分开采宽度等于最大宽深比与采深的乘积；计算开采面最小宽度，开采面最小宽度等于工作面充分开采宽度与跳采面最大宽度之差。此外，根据跳采面最大宽度和开采面最小宽度确定实际变采宽协调开采中采用的跳采面宽度和开采面宽度包括：采用跳采面最大宽度作为实际变采宽协调开采中采用的跳采面宽度，选择大于开采面最小宽度并且符合开采设备尺寸的宽度作为实际变采宽协调开采中采用的开采面宽度。此外，进行变采宽协调开采包括：开采设备先以开采面宽度为实际开采宽度进行开采，然后再以跳采面宽度为实际开采宽度进行开采；或者开采设备先以跳采面宽度为实际开采宽度进行开采，然后再以开采面宽度为实际开采宽度进行开采。此外，地表下沉率与开采宽深比的关系曲线中地表下沉率越大，地表下沉率对应的开采程度越充分。本专利技术还提出一种变采宽协调开采装置，包括：第一获取模块，用于获取开采区域的地表允许采动变形量，地表允许采动变形量至少包括地表允许最大倾斜量；第二获取模块，用于获取开采区域的开采条件值，开采条件值包括：采深、采厚和上覆岩层整体岩性；第三获取模块，用于获取开采区域的观测数据，观测数据至少包括：地表下沉系数、主要影响角正切值、煤层倾角和水平移动系数；绘制模块，用于获取地表下沉率与开采宽深比的关系曲线；计算模块，用于根据地表允许最大倾斜量、采深、地表下沉系数、主要影响角正切值和水平移动系数计算开采区域的跳采面最大宽度和开采面最小宽度；选用模块，用于根据跳采面最大宽度和开采面最小宽度确定实际变采宽协调开采中采用的跳采面宽度和开采面宽度，并进行变采宽协调开采。本专利技术还提出一种存储介质，包括：所述存储介质存储计算机指令，当计算机执行所述计算机指令时，用于执行上述任一项所述的变采宽协调开采方法。本专利技术还提出一种变采宽协调开采系统，包括至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：获取开采区域的地表允许采动变形量，地表允许采动变形量至少包括地表允许最大倾斜量；获取开采区域的开采条件值，开采条件值包括：采深、采厚和上覆岩层整体岩性；获取开采区域的观测数据，观测数据至少包括：地表下沉系数、主要影响角正切值、煤层倾角和水平移动系数；获取地表下沉率与开采宽深比的关系曲线；根据地表允许最大倾斜量、采深、地表下沉系数、主要影响角正切值和水平移动系数计算开采区域的跳采面最大宽度和开采面最小宽度；根据跳采面最大宽度和开采面最小宽度确定实际变采宽协调开采中采用的跳采面宽度和开采面宽度，并进行变采宽协调开采。通过采用上述技术方案，具有如下有益效果：本专利技术解决了现有技术中由于采用相同的工作面尺寸进行开采，造成地表受到相邻工作面重复采动的影响，使变形量逐步增大的问题；由于采用了变采宽的方式，使得开采设备不再对开采区域进行顺序开采，所以使地表分步发生变形，避免因顺序开采造成的变形累加引起地表生态的较大损害。附图说明图1是本专利技术一个实施例提供的变采宽协调开采方法的流程图；图2是本专利技术一个实施例提供的变采宽协调开采方法的流程图；图3是本专利技术一个实施例提供的地表下沉率与开采宽深比的关系曲线的示意图；图4是本专利技术一个实施例提供的变采宽协调式开采方法与传统的顺序开采方法的比较结果示意图；图5是本专利技术一个实施例提供的设计方案及开采顺序示意图；图6是本专利技术一个实施例提供的变采宽协调开采装置的模块图。具体实施方式以下结合具体实施方案和附图对本专利技术进行进一步的详细描述。其只意在详细阐述本专利技术的具体实施方案，并不对本专利技术产生任何限制，本专利技术的保护范围以权利要求书为准。参照图1，本专利技术提出一种变采宽协调开采方法，包括：步骤S001，获取开采区域的地表允许采动变形量，地表允许采动变形量至少包括地表允许最大倾斜量；步骤S002，获取开采区域的开采条件值，开采条件值包括：采深、采厚和上覆岩层整体岩性；步骤S003，获取开采区域的观测数据，观测数据至少包括：地表下沉系数、主要影响角正切值、煤层倾角和水平移动系数；步骤S004，获取地表下沉率与开采宽深比的关系曲线；步骤S005，根据地表允许最大倾斜量、采深、地表下沉系数、主要影响角正切值和水平移动系数计算开采区域的跳采面最大宽度和开采面最小宽度；步骤S006，根据跳采面最大宽度和开采面最小宽度确定实际变采宽协调开采中采用的跳采面宽度和开采面宽度，并进行变采宽协调开采。地表移动是一个受时间和空间控制逐步发生的过程，开采尺寸较小时，地表下沉和变形量均较小，而当开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变采宽协调开采方法，其特征在于，包括：获取开采区域的地表允许采动变形量，地表允许采动变形量至少包括地表允许最大倾斜量；获取开采区域的开采条件值，开采条件值包括：采深、采厚和上覆岩层整体岩性；获取开采区域的观测数据，观测数据至少包括：地表下沉系数、主要影响角正切值、煤层倾角和水平移动系数；获取地表下沉率与开采宽深比的关系曲线；根据地表允许最大倾斜量、采深、地表下沉系数、主要影响角正切值和水平移动系数计算开采区域的跳采面最大宽度和开采面最小宽度；根据跳采面最大宽度和开采面最小宽度确定实际变采宽协调开采中采用的跳采面宽度和开采面宽度，并进行变采宽协调开采。

【技术特征摘要】
1.一种变采宽协调开采方法，其特征在于，包括：获取开采区域的地表允许采动变形量，地表允许采动变形量至少包括地表允许最大倾斜量；获取开采区域的开采条件值，开采条件值包括：采深、采厚和上覆岩层整体岩性；获取开采区域的观测数据，观测数据至少包括：地表下沉系数、主要影响角正切值、煤层倾角和水平移动系数；获取地表下沉率与开采宽深比的关系曲线；根据地表允许最大倾斜量、采深、地表下沉系数、主要影响角正切值和水平移动系数计算开采区域的跳采面最大宽度和开采面最小宽度；根据跳采面最大宽度和开采面最小宽度确定实际变采宽协调开采中采用的跳采面宽度和开采面宽度，并进行变采宽协调开采。2.根据权利要求1所述的变采宽协调开采方法，其特征在于，根据地表允许最大倾斜量、采深、地表下沉系数、主要影响角正切值和水平移动系数计算开采区域的跳采面最大宽度包括：计算地表最大下沉量，地表最大下沉量等于地表下沉系数、水平移动系数与煤层倾角的余玄值三者的乘积；计算地表的最大允许下沉量，地表的最大允许下沉量等于采深除以主要影响角正切值后的值与地表允许最大倾斜量的乘积；计算地表下沉率，地表下沉率等于地表的最大允许下沉量除以充分开采后地表最大下沉量；在地表下沉率与开采宽深比的关系曲线上找到地表下沉率对应的宽深比并作为最大宽深比；计算跳采面最大宽度，跳采面最大宽度等于最大宽深比与采深的乘积。3.根据权利要求2所述的变采宽协调开采方法，其特征在于，根据地表允许最大倾斜量、采深、地表下沉系数、主要影响角正切值和水平移动系数计算开采区域的开采面最小宽度包括：计算工作面充分开采宽度，工作面充分开采宽度等于最大宽深比与采深的乘积；计算开采面最小宽度，开采面最小宽度等于工作面充分开采宽度与跳采面最大宽度之差。4.根据权利要求1所述的变采宽协调开采方法，其特征在于，根据跳采面最大宽度和开采面最小宽度确定实际变采宽协调开采中采用的跳采面宽度和开采面宽度包括：采用跳采面最大宽度作为实际变采宽协调开采中采用的跳采面宽度，选择大于开采面最小宽度并且符合开采设备尺寸的宽度作为实际变采宽协调开采中采用的开采面宽度。5.根据权利要求1所述的变采宽协调开采方法，其特征在于，进行变采宽协调开采包括：开采设备先以开采...

【专利技术属性】
技术研发人员：李全生，郭俊廷，于瑞雪，曹志国，
申请(专利权)人：中国神华能源股份有限公司，北京低碳清洁能源研究所，神华神东煤炭集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11