【技术实现步骤摘要】
本申请涉及煤炭开采，特别涉及一种巨厚煤层分层开采方法、装置、设备、介质及程序产品。
技术介绍
1、巨厚煤层广泛分布在中国、美国、俄罗斯、东欧、东南亚等世界主要采煤国家和地区，煤层厚度最薄为18～25m，最厚可达510m。
2、相关技术中，大多数巨厚煤层在条件允许的情况下均采用露天开采的方式，当必须进行地下深埋开采时，则大多采用分层开采、分层放顶煤开采等方式，即根据单一煤层、特厚煤层或近距离煤层群的开采进行巷道布置及煤柱留设设计与计算。
3、然而，现有方法对于巷道布置方法单一，局限性较强，煤炭损失大、底部分层煤柱稳定性差、巷道持续变形甚至难以维护，亟待解决。
技术实现思路
1、本申请提供一种巨厚煤层分层开采方法、装置、设备、介质及程序产品，以解决煤炭损失大、底部分层煤柱稳定性差、巷道变形难以维护等问题，提高煤层开采采出率的同时，提升下部分层回采巷道及煤柱围岩的稳定性。
2、为达到上述目的，本申请第一方面实施例提出一种巨厚煤层分层开采方法，包括以下步骤：
3、确定当前采煤方法，且基于所述当前采煤方法确定巨厚煤层的分层层数和每层高度，并基于所述分层层数和所述每层高度对所述巨厚煤层的所有分层进行分区；
4、根据每个分区的厚度和所述每个分区的每个分层工作面的回采条件，确定所述每个分区的区段煤柱宽度；以及
5、依次开采所述每个分区的每个分层工作面，并对每个分区开采完后的残留窄煤柱进行劣化消除，直至所述每个分区的采空区达到预
6、根据本申请的一个实施例，所述确定当前采煤方法，包括：
7、获取所述巨厚煤层的开采高度和地质条件；
8、根据所述开采高度和所述地质条件确定所述当前采煤方法，其中，所述当前采煤方法包括水平分层综合机械化开采、水平分层综合放顶煤开采、水平分层大采高开采和水平分层大采高放顶煤开采中的至少一种。
9、根据本申请的一个实施例，在当前分层工作面确定的所述当前采煤方法为所述水平分层综合机械化开采时，所述根据所述每个分区的厚度和所述每个分区的每个分层工作面的回采条件，确定所述每个分区的区段煤柱宽度，包括：
10、从所有分区中确定当前开采分区，并判断所述当前开采分区的分层层数是否大于第一预设层数，其中，所述第一预设层数为三层；
11、若所述当前开采分区的分层层数大于所述第一预设层数，则基于所述当前开采分区的厚度和所述当前开采分区的第一分层工作面的回采条件，利用预设宽煤柱留设算法确定所述当前开采分区的第一分层区段煤柱宽度；
12、根据预设窄煤柱内部强度公式和所述当前开采分区的第二分层工作面的回采条件，计算在宽度为所述第一分层区段煤柱宽度，高度为第一分层和第二分层的高度之和时的第一窄煤柱内部残余强度，基于所述第一窄煤柱内部残余强度，调节所述第一分层区段煤柱宽度，得到所述当前开采分区的第二分层区段煤柱宽度；
13、根据所述预设窄煤柱内部强度公式和所述当前开采分区的第三分层工作面地质参数，计算在宽度为所述第二分层区段煤柱宽度，高度为第一分层至第三分层的高度之和时的第二窄煤柱内部残余强度，并基于所述第二窄煤柱内部残余强度，调节所述第二分层区段煤柱宽度，得到所述当前开采分区的第三分层区段煤柱宽度；
14、对于所述当前开采分区的剩余分层区，根据所述预设窄煤柱内部强度公式和所述剩余分层中的当前分层工作面地质参数，计算在宽度为所述当前分层的上一分层区段煤柱宽度，高度为当前已开采分层的高度之和时的第三窄煤柱内部残余强度，并基于所述第三窄煤柱内部残余强度，调节所述当前分层的上一分层区段煤柱宽度，得到所述当前开采分区的当前分层区段煤柱宽度，最终确定所述当前开采分区的最后一分层区段煤柱宽度为所述当前开采分区的区段煤柱宽度。
15、根据本申请的一个实施例，所述预设宽煤柱留设算法为：
16、x′＝x0+2m+x1；
17、其中，x′为第一分层区段煤柱宽度，x0为所述采空区一侧极限平衡区范围，m为逐层开采时的累积分层煤厚，x1为巷道一侧塑性区范围；
18、所述预设窄煤柱内部强度公式为：
19、
20、
21、
22、b1＝q1-γh；
23、
24、b2＝(2k+1)γh-q1；
25、其中，σy为窄煤柱内部强度，γ为覆岩容重，h为埋深，k为应力集中系数，l为煤柱尺寸(煤柱宽度)，x、y为煤柱内任意一点横、纵坐标，q1为垮落带岩层载荷，k1、k2、b1、b2均为中间变量。
26、根据本申请的一个实施例，在当前分层工作面确定的所述当前采煤方法为所述水平分层综合放顶煤开采时，所述根据所述每个分区的厚度和所述每个分区内的每个分层工作面的回采条件，确定所述每个分区的区段煤柱宽度，包括：
27、从所有分区中确定当前开采分区，并判断所述当前开采分区的分层层数是否大于第二预设层数，其中，所述第二预设层数为两层；
28、若所述当前开采分区的分层层数大于所述第二预设层数，则基于所述当前开采分区的厚度和所述当前开采分区的第一分层工作面的回采条件，利用预设窄煤柱留设算法确定所述当前开采分区的第一分层区段煤柱宽度；
29、根据预设窄煤柱内部强度公式和所述当前开采分区的第二分层工作面地质参数，计算在宽度为所述第一分层区段煤柱宽度，高度为第一分层和第二分层的高度之和时的第四窄煤柱内部残余强度，基于所述第四窄煤柱内部残余强度，增大所述第一分层区段煤柱宽度，得到所述当前开采分区的第二分层区段煤柱宽度；
30、对于所述当前开采分区的剩余分层，根据所述预设窄煤柱内部强度公式和所述剩余分层中的当前分层工作面地质参数，计算在宽度为所述当前分层的上一分层区段煤柱宽度，高度为当前已开采分层的高度之和时的第五窄煤柱内部残余强度，并基于所述第五窄煤柱内部残余强度，增大所述当前分层的上一分层区段煤柱宽度，得到所述当前开采分区的当前分层区段煤柱宽度，最终确定所述当前开采分区的最后一分层区段煤柱宽度为所述当前开采分区的区段煤柱宽度。
31、根据本申请实施例提出的巨厚煤层分层开采方法，通过确定当前采煤方法，且基于当前采煤方法确定巨厚煤层的分层层数和每层高度，并基于分层层数和每层高度对巨厚煤层的所有分层进行分区，基于当前采煤方法，根据每个分区的厚度和每个分区的每个分层工作面的回采条件，可以确定每个分区的区段煤柱宽度；依次开采每个分区的每个分层工作面，并对每个分区开采完后的残留窄煤柱进行劣化消除，直至每个分区的采空区达到预设稳定条件。由此，通过分区分层设计窄煤柱尺寸并对残留窄煤柱进行劣化消除，能够解决煤炭损失大、底部分层煤柱稳定性差、巷道变形难以维护等问题，提高煤层开采采出率的同时，提升下部分层回采巷道及煤柱围岩的稳定性。
32、为达到上述目的，本申请第二方面实施例提出一种巨厚煤层分层开采装置，包括：...
【技术保护点】
1.一种巨厚煤层分层开采方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定当前采煤方法，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在当前分层工作面确定的所述当前采煤方法为所述水平分层综合机械化开采时，所述根据所述每个分区的厚度和所述每个分区的每个分层工作面的回采条件，确定所述每个分区的区段煤柱宽度，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设宽煤柱留设算法为：
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在当前分层工作面确定的所述当前采煤方法为所述水平分层综合放顶煤开采时，所述根据所述每个分区的厚度和所述每个分区内的每个分层工作面的回采条件，确定所述每个分区的区段煤柱宽度，包括：
6.一种巨厚煤层分层开采装置，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二处理模块，具体用于：
8.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求1-5任一项所述的巨厚煤层分层开采方法。
10.一种计算机程序产品，其特征在于，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，用于实现权利要求1-5任一项所述的巨厚煤层分层开采方法。
...【技术特征摘要】
1.一种巨厚煤层分层开采方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定当前采煤方法，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在当前分层工作面确定的所述当前采煤方法为所述水平分层综合机械化开采时，所述根据所述每个分区的厚度和所述每个分区的每个分层工作面的回采条件，确定所述每个分区的区段煤柱宽度，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设宽煤柱留设算法为：
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在当前分层工作面确定的所述当前采煤方法为所述水平分层综合放顶煤开采时，所述根据所述每个分区的厚度和所述每个分区内的每个分层工作面的回采条件，确定所述每个分区的区段...
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