[发明专利]一种房柱式采空区控制充填关键参数设计方法

权利要求书

1.一种房柱式采空区控制充填关键参数设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、对房柱式采空区内的遗留煤柱进行煤岩体取样，测试得到煤岩体的物理力学参数，物理学参数包括煤的碎胀系数和堆积体休止角；

步骤2、根据测得的煤岩体的物理力学参数确定遗留煤柱最大剥离深度；

步骤3、根据遗留煤柱最大剥离深度确定遗留煤柱安全系数；

步骤4、根据遗留煤柱安全系数确定是否需要对房柱式采空区进行充填治理，并确定充填治理方式和充填治理的控制充填参数，具体包括：

若遗留煤柱安全系数小于1，则选择充填治理方式对采空区进行充填治理；

所述充填治理方式包括不接顶充填和墩柱充填，其中，不接顶充填的控制充填关键参数包括充填高度和不接顶充填体单轴抗压强度；墩柱充填的控制充填关键参数包括墩柱充填体弹性模量和墩柱充填体单轴抗压强度。

2.如权利要求1所述的房柱式采空区控制充填关键参数设计方法，其特征在于，步骤2所述的遗留煤柱最大剥离深度通过下式确定：

其中，d_p为遗留煤柱最大剥离深度，单位为m；h为遗留煤柱高度，单位为m；k为煤的碎胀系数；为堆积体休止角，单位为°；a为遗留煤柱宽度，单位为m；l为遗留煤柱长度，单位为m。

3.如权利要求1所述的房柱式采空区控制充填关键参数设计方法，其特征在于，步骤3所述的遗留煤柱安全系数通过下式确定：

其中，Fs_p为遗留煤柱安全系数；H为开采深度，单位为m；b为遗留煤柱间距，单位为m；σ_s为煤的单轴抗压强度，单位为Pa；γ为覆岩容重，单位为N/m³，d_p为遗留煤柱最大剥离深度，单位为m；h为遗留煤柱高度，单位为m；a为遗留煤柱宽度，单位为m。

4.如权利要求1所述的房柱式采空区控制充填关键参数设计方法，其特征在于，对于房柱式采空区的不接顶充填：

充填高度通过以下公式确定：

不接顶充填体单轴抗压强度通过以下公式确定：

其中，h_c为不接顶充填高度，单位为m；σ_c1为不接顶充填体单轴抗压强度，单位为Pa；为遗留煤柱内摩擦角，单位为°，γ为覆岩容重，单位为N/m³；H为开采深度，单位为m；b为遗留煤柱间距，单位为m，h为遗留煤柱高度，单位为m；a为遗留煤柱宽度，单位为m，σ_s为煤的单轴抗压强度，单位为Pa；d_p为遗留煤柱最大剥离深度，单位为m。