【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤炭开采回填，尤其涉及一种河流下充填回收煤炭资源的关键参数确定方法。
技术介绍
1、充填开采是一种绿色开采技术，是在煤炭资源采出后，将事先制备好的充填材料及时充入采空区，对上覆岩层形成支撑，进而减小覆岩下沉，实现控制地表移动变形保护建(构)筑物的目的。经过数十年的发展，已发展出水力充填、水砂充填、固体充填、膏体充填、超高水充填等多种充填技术方法，并在多个矿区进行了建筑物下压煤开采实践，解放了大量的煤炭资源。
2、在河流下开采，保证井下工作面安全开采以及保护地表河流安全流通至关重要，因此，在河流下开采方案设计时，安全、可靠的确定工作面最大采高和充填开采充实率参数是保障安全的关键环节。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
2、为达到上述目的，本专利技术提出了一种河流下充填回收煤炭资源的关键参数确定方法，所述关键参数包括最大采高mmax、充填开采的充实率ρ，具体确认方法包括如下步骤：
3、s1、根据研究矿区的覆岩结构、岩性资料确定煤层顶面至隔水层顶部垂高h1，同时根据研究区域的覆岩岩性、含隔水层特征及煤层信息合理确定保护层厚度hb；
4、s2、根据煤层顶面至隔水层顶部垂高h1以及保护层厚度hb，确定研究区域煤层开采后导水裂隙带最大可发育高度hmax，并根据导水裂隙带最大可发育高度hmax计算出第一个最大采高值mmax1；
5、s3、收集本矿区积累的地表移动变形监测资料，并
6、s4、比较mmax1和mmax2，取较小值作为研究区域正常开采时的最大采高mmax，即mmax＝[mmax1,mmax2]min；
7、s5、依据计算出的最大采高mmax，确定研究区域河流下煤炭资源回收方法及充填开采时的充实率ρ。
8、本申请兼顾井下开采后的导水裂隙带发育高度和地表河流移动变形，准确计算出研究区域内河流下开采的最大容许采高，进而确定出工作面采高和充填开采时的充实率，能在保证安全的情况下最大限度的开采河流下压覆的呆滞煤炭资源，显著提高矿井资源采出率，其方法简便，已操作，结果准确可靠，对促进实现水资源保护与煤炭资源开采协同发展具有重要的实用价值。
9、可选地，所述s2中，研究区域煤层开采后导水裂隙带最大可发育高度hmax＝h1-hb。
10、进一步地，所述s2中，利用hmax计算mmax1时，需根据覆岩岩性进行计算方法调整，当敷衍岩性为坚硬，即覆岩单向抗压强度40～80mpa，主要为石英砂岩、石灰岩、砾岩时，依据或计算，两个计算结果取最小值。
11、进一步地，所述s2中，利用hmax计算mmax1时，需根据覆岩岩性进行计算方法调整，当覆岩岩性为中硬，即覆岩单向抗压强度20～40mpa，主要为砂岩、泥质灰岩、砂质页岩、页岩时，依据或计算，两个计算结果取最小值。
12、进一步地，所述s2中，利用hmax计算mmax1时，需根据覆岩岩性进行计算方法调整，当覆岩岩性为软弱，即覆岩单向抗压强度10～20mpa，主要为泥岩、泥质砂岩时，依据或计算，两个计算结果取最小值。
13、进一步地，所述s2中，利用hmax计算mmax1时，需根据覆岩岩性进行计算方法调整，当覆岩岩性为极软弱，即覆岩单向抗压强度<10mpa，主要为铝土岩、风化泥岩、黏土、砂质黏土时，依据计算。
14、进一步地，所述s3中，确定研究区域的煤层开采地表移动变形概率积分预计参数时，应参照本矿区积累的地表移动变形监测资料确定，具体包括下沉系数q、水平移动系数b、主要影响角正切tgβ、拐点偏移距s、开采影响传播角θ。
15、进一步地，在s3中，确定研究区域内河流堤坝的允许变形指标参数时，河流堤坝情况变形指标参数依照下表进行确定：
16、
17、上述表格中，ε为水平变形值，i为倾斜变形值，k为曲率变形值。
18、进一步地，在当地水利相关部门对河流堤坝的允许变形指标参数有明确要求时，所述河流堤坝的允许变形指标参数依据要求进行确定。
19、进一步地，在计算充实率ρ时，具体方法为：
20、当mmax<1.2m时，说明容许最大采高小，实际开采困难，放弃开采，取消回收；
21、当mmax>∑m时，说明容许最大采高大于待采煤层总厚度，可正常开采，不需要填充；
22、当1.2m<mmax<∑m时，指代待采煤层的总厚度，单位m，应当采用充填开采，依据“等效采高”原理确定最小临界充实率为从安全角度考虑，取1.5的安全系数，则实际充实率ρ应满足ρ≥1.5ρmin。
23、本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种河流下充填回收煤炭资源的关键参数确定方法，其特征在于，所述关键参数包括最大采高Mmax、充填开采的充实率ρ，具体确认方法包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种河流下充填回收煤炭资源的关键参数确定方法，其特征在于，所述S2中，研究区域煤层开采后导水裂隙带最大可发育高度Hmax＝H1-Hb。
3.如权利要求1所述的一种河流下充填回收煤炭资源的关键参数确定方法，其特征在于，所述S2中，利用Hmax计算Mmax1时，需根据覆岩岩性进行计算方法调整，当敷衍岩性为坚硬，即覆岩单向抗压强度40～80MPa，主要为石英砂岩、石灰岩、砾岩时，依据或计算，两个计算结果取最小值。
4.如权利要求1所述的一种河流下充填回收煤炭资源的关键参数确定方法，其特征在于，所述S2中，利用Hmax计算Mmax1时，需根据覆岩岩性进行计算方法调整，当覆岩岩性为中硬，即覆岩单向抗压强度20～40MPa，主要为砂岩、泥质灰岩、砂质页岩、页岩时，依据或计算，两个计算结果取最小值。
5.如权利要求1所述的一种河流下充填回收煤炭资源的关键参数确定方法，其特征在于，所述
6.如权利要求1所述的一种河流下充填回收煤炭资源的关键参数确定方法，其特征在于，所述S2中，利用Hmax计算Mmax1时，需根据覆岩岩性进行计算方法调整，当覆岩岩性为极软弱，即覆岩单向抗压强度<10MPa，主要为铝土岩、风化泥岩、黏土、砂质黏土时，依据计算。
7.如权利要求1所述的一种河流下充填回收煤炭资源的关键参数确定方法，其特征在于，所述S3中，确定研究区域的煤层开采地表移动变形概率积分预计参数时，应参照本矿区积累的地表移动变形监测资料确定，具体包括下沉系数q、水平移动系数b、主要影响角正切tgβ、拐点偏移距S、开采影响传播角θ。
8.如权利要求1所述的一种河流下充填回收煤炭资源的关键参数确定方法，其特征在于，在S3中，确定研究区域内河流堤坝的允许变形指标参数时，河流堤坝情况变形指标参数依照下表进行确定：
9.如权利要求8所述的一种河流下充填回收煤炭资源的关键参数确定方法，其特征在于，在当地水利相关部门对河流堤坝的允许变形指标参数有明确要求时，所述河流堤坝的允许变形指标参数依据要求进行确定。
10.如权利要求1所述的一种河流下充填回收煤炭资源的关键参数确定方法，其特征在于，在计算充实率ρ时，具体方法为：
...【技术特征摘要】
1.一种河流下充填回收煤炭资源的关键参数确定方法，其特征在于，所述关键参数包括最大采高mmax、充填开采的充实率ρ，具体确认方法包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种河流下充填回收煤炭资源的关键参数确定方法，其特征在于，所述s2中，研究区域煤层开采后导水裂隙带最大可发育高度hmax＝h1-hb。
3.如权利要求1所述的一种河流下充填回收煤炭资源的关键参数确定方法，其特征在于，所述s2中，利用hmax计算mmax1时，需根据覆岩岩性进行计算方法调整，当敷衍岩性为坚硬，即覆岩单向抗压强度40～80mpa，主要为石英砂岩、石灰岩、砾岩时，依据或计算，两个计算结果取最小值。
4.如权利要求1所述的一种河流下充填回收煤炭资源的关键参数确定方法，其特征在于，所述s2中，利用hmax计算mmax1时，需根据覆岩岩性进行计算方法调整，当覆岩岩性为中硬，即覆岩单向抗压强度20～40mpa，主要为砂岩、泥质灰岩、砂质页岩、页岩时，依据或计算，两个计算结果取最小值。
5.如权利要求1所述的一种河流下充填回收煤炭资源的关键参数确定方法，其特征在于，所述s2中，利用hmax计算mmax1时，需根据覆岩岩性进行计算方法调整，当覆岩岩性为软弱，即覆岩单向抗压强度10～20mpa，主要为泥岩、泥质...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘志强，任远达，茄斐，李俊，马进生，安雷雷，石玉鹤，蒋乾，杨向升，
申请(专利权)人：华亭煤业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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