[发明专利]基于关键层保护的煤与共生砂岩型铀矿协调开采方法

权利要求书

1.一种基于关键层保护的煤与共生砂岩型铀矿协调开采方法，其特征在于，包括如下步骤：

S10：地质探测：在煤铀共生区域从地面打钻至煤炭赋存地层以获得地质信息；

S20：确定结构关键层(40)和隔水层(30)：根据步骤S10中所获得的地质信息确定岩层结构中对采空区上覆地层起主要支撑作用且不发生失稳破断的结构关键层(40)和阻止铀矿含水层(20)水体向煤层(60)流动的隔水层(30)；

S30：布置采煤工作面(70)：在采煤区间隔设置多个短壁采煤工作面(70)，且多个短壁采煤工作面(70)同时推进形成多个工作面(70)间隔条带协同开采；

S40：转移顶板应力：在所述短壁采煤工作面(70)的后方及两侧位置形成切顶裂隙(110)，该切顶裂隙(110)由切断顶板岩层而获得，其中，所述切顶裂隙(110)靠近煤层(60)且远离结构关键层(40)；

S50：控制结构关键层(40)的稳定性：在煤层(60)间隔多条带协同开采过程中，采用支护装置支撑采煤工作面(70)顶板；

S60：修复地层裂隙：当顶板与密实充填体(120)稳定接触后，从工作面(70)及留设巷道(210)向充填体(120)上方顶板岩层打钻孔，以确定密实充填体(120)上方顶板岩层的裂隙空间发育层位和裂隙类型，并对相互连通的裂隙群和顶板离层裂隙分别注浆充填；

S70：补充渗透压：当隔水层(30)较薄或者隔水层(30)隔水能力较差时，在下方煤层(60)开采充填完毕后，通过巷道(210)钻孔至结构关键层(40)上部，并以低于铀矿含水层(20)孔隙压力的水压向结构关键层(40)注水，增加结构关键层(40)的孔隙压力，降低隔水层(30)孔隙压力梯度；

S80：监测铀矿含水层(20)：当发现煤层(60)顶板水中的铀、氡放射性元素超标时，对隔水层(30)进行及时注浆修复。

2.根据权利要求1所述的一种基于关键层保护的煤与共生砂岩型铀矿协调开采方法，其特征在于，

在步骤S10中，所述钻孔在退钻过程中进行全钻孔灌浆封堵。

3.根据权利要求1所述的一种基于关键层保护的煤与共生砂岩型铀矿协调开采方法，其特征在于，

在步骤S20中，

所述结构关键层(40)为靠近铀矿矿床的一层或者多层的坚硬厚岩层；

所述隔水层(30)为靠近铀矿含水层(20)下端的泥岩层或者细粉砂岩层。

4.根据权利要求1所述的一种基于关键层保护的煤与共生砂岩型铀矿协调开采方法，其特征在于，

在步骤S30中，同时推进形成多个工作面(70)间隔条带协同开采包括：

将条带间的待开采的工作面(130)作为支撑煤柱(61)支撑工作面(70)顶板，同时利用间隔的多个联合采动工作面(70)扩大高位顶板岩层扰动范围，在煤层(60)上方形成高位岩层支撑结构(150)。

5.根据权利要求1所述的一种基于关键层保护的煤与共生砂岩型铀矿协调开采方法，其特征在于，

在步骤S40中，各个工作面(70)的所述切顶裂隙(110)彼此错开，且相互不连通。

6.根据权利要求1所述的一种基于关键层保护的煤与共生砂岩型铀矿协调开采方法，其特征在于，

在步骤S40中，所述切顶裂隙(110)的位置由下方起支撑作用的煤柱或密实充填体(120)的尺寸而确定。

7.根据权利要求1所述的一种基于关键层保护的煤与共生砂岩型铀矿协调开采方法，其特征在于，

在步骤S50中，还包括：

在液压支架(80)所处的工作面(70)上方顶板进行全锚索(140)支护吊顶和锚杆锚网联合支护。

8.根据权利要求7所述的一种基于关键层保护的煤与共生砂岩型铀矿协调开采方法，其特征在于，

所述锚索(140)的上端固定连接在切顶裂隙(110)所处的岩层。