近距离煤层群蹬空房柱式采空区采煤方法及系统与流程

技术特征：
1.一种近距离煤层群蹬空房柱式采空区采煤方法，其特征在于，包括：计算房柱式采空区中残留房柱的自身稳定系数，以及受所述房柱式采空区的上煤层开采扰动、所述房柱式采空区的积水和空气影响的稳定系数；在所述自身稳定系数和受影响的稳定系数均小于第一预设阈值的情况下，计算所述房柱式采空区的下煤层开采后的导水裂缝带高度；在所述水裂缝带高度大于所述房柱式采空区与所述下煤层之间的间距的情况下，确定先对所述下煤层进行开采，利用矿山压力破坏所述房柱式采空区中的残留房柱后，再对所述上煤层蹬空破坏后的所述房柱式采空区与所述下煤层的长壁式采空区进行开采。2.根据权利要求1所述的近距离煤层群蹬空房柱式采空区采煤方法，其特征在于，所述计算房柱式采空区中残留房柱的自身稳定系数，以及受所述房柱式采空区的上煤层开采扰动、所述房柱式采空区的积水和空气影响的稳定系数，包括：根据所述房柱式采空区中采出煤房的尺寸和采深、所述残留房柱的尺寸、强度和应力，以及所述房柱式采空区的覆岩容重，计算所述残留房柱的自身稳定系数；根据所述煤房的尺寸和采深、残留房柱的尺寸、应力、受所述房柱式采空区的积水和空气影响的强度，以及所述覆岩容重和受所述房柱式采空区的上煤层开采扰动的最大应力，计算所述残留房柱受影响的稳定系数。3.根据权利要求2所述的近距离煤层群蹬空房柱式采空区采煤方法，其特征在于，所述根据所述煤房的尺寸和采深、残留房柱的尺寸、应力、受所述房柱式采空区的积水和空气影响的强度，以及所述覆岩容重和受所述房柱式采空区的上煤层开采扰动的最大应力，计算所述残留房柱受影响的稳定系数，之前还包括：对所述房柱式采空区进行积水探测，在所述房柱式采空区存在积水的情况下，对所述房柱式采空区进行钻探取芯，对钻探取芯的煤样进行饱水状态下的物理力学性质测试，获取所述煤样在饱水状态下的单轴抗压强度；根据所述煤样在饱水状态下的单轴抗压强度、受积水影响的第一预设强度折减系数、受空气影响的第二预设强度折减系数，计算所述残留房柱受所述房柱式采空区的积水和空气影响的强度；其中，所述第一预设强度折减系数和所述第二预设强度折减系数均小于1。4.根据权利要求3所述的近距离煤层群蹬空房柱式采空区采煤方法，其特征在于，所述对所述房柱式采空区进行积水探测之后，还包括：在所述房柱式采空区不存在积水的情况下，对所述房柱式采空区进行钻探取芯，对钻探取芯的煤样在天然状态下进行物理力学性质测试，获取所述煤样在天然状态下的单轴抗压强度；根据所述煤样在天然状态下的单轴抗压强度、受积水影响的第三预设强度折减系数和所述第二预设强度折减系数，计算所述残留房柱受所述房柱式采空区的积水和空气影响的强度；其中，所述第三预设强度折减系数等于1。5.根据权利要求2所述的近距离煤层群蹬空房柱式采空区采煤方法，其特征在于，所述根据所述房柱式采空区中采出煤房的尺寸和采深、所述残留房柱的尺寸、强度和应力，以及所述房柱式采空区的覆岩容重，计算所述残留房柱的自身稳定系数之前，还包括：基于三维激光扫描设备获取所述房柱式采空区中采出煤房的尺寸和采深，以及所述残留房柱的尺寸。
6.根据权利要求2所述的近距离煤层群蹬空房柱式采空区采煤方法，其特征在于，所述根据所述房柱式采空区中采出煤房的尺寸和采深、所述残留房柱的尺寸、强度和应力，以及所述房柱式采空区的覆岩容重，计算所述残留房柱的自身稳定系数之前，还包括：对所述房柱式采空区进行钻探取芯，对钻探取芯的煤样进行物理力学性质测试，获取所述房柱式采空区的覆岩容重。7.根据权利要求1-6任一所述的近距离煤层群蹬空房柱式采空区采煤方法，其特征在于，所述上煤层的开采时间比所述下煤层的开采时间滞后的时长大于第二预设阈值；所述上煤层的开采工作面比所述下煤层的开采工作面滞后的水平距离大于第三预设阈值；所述上煤层的开采边界比所述下煤层的开采边界之间的内错水平距离大于第四预设阈值；所述下煤层的相邻开采工作面之间的煤柱宽度大于第五预设阈值。8.根据权利要求1-6任一所述的近距离煤层群蹬空房柱式采空区采煤方法，其特征在于，所述确定先对所述下煤层进行开采，利用矿山压力破坏所述房柱式采空区中的残留房柱后，再对所述上煤层蹬空破坏后的所述房柱式采空区与所述下煤层的长壁式采空区进行开采，之后还包括：对所述上煤层的开采工作面进行矿压和微震监测，根据监测结果进行预警。9.一种近距离煤层群蹬空房柱式采空区采煤系统，其特征在于，包括：第一计算模块，用于计算房柱式采空区中残留房柱的自身稳定系数，以及受所述房柱式采空区的上煤层开采扰动、所述房柱式采空区的积水和空气影响的稳定系数；第二计算模块，用于在所述自身稳定系数和受影响的稳定系数均小于第一预设阈值的情况下，计算所述房柱式采空区的下煤层开采后的导水裂缝带高度；确定模块，用于在所述水裂缝带高度大于所述房柱式采空区与所述下煤层之间的间距的情况下，确定先对所述下煤层进行开采，利用矿山压力破坏所述房柱式采空区中的残留房柱后，再对所述上煤层蹬空破坏后的所述房柱式采空区与所述下煤层的长壁式采空区进行开采。10.一种电子设备，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，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至8任一项所述近距离煤层群蹬空房柱式采空区采煤方法的步骤。

技术总结
本发明提供一种近距离煤层群蹬空房柱式采空区采煤方法及系统，该方法包括：基于“采空区钻探与取芯 三维激光扫描 积水探测”的覆岩及房柱破坏综合勘察；根据综合勘察成果，计算分析房柱式采空区中残留房柱的自身稳定系数以及受房柱式采空区的上煤层开采扰动、采空区积水和空气影响的稳定系数；在自身稳定系数和受影响的稳定系数均小于第一预设阈值的情况下，计算房柱式采空区的下煤层开采后的导水裂缝带高度；在水裂缝带高度大于房柱式采空区与下煤层之间的间距的情况下，确定先对下煤层进行开采，破坏房柱式采空区中的残留房柱后，再对上煤层蹬空破坏后的房柱式采空区进行开采。本发明降低采煤成本和实施工程量、便于实施且提高开采安全性。提高开采安全性。提高开采安全性。


技术研发人员：高超 冯泽伟 白铭波 王明立 霍军鹏 邓伟男 卢少帅 尹希文 周竹峰 张玉军 田国灿 程艳芳
受保护的技术使用者：陕西陕北矿业韩家湾煤炭有限公司
技术研发日：2021.09.10
技术公布日：2022/1/28