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申请/专利权人：中国矿业大学

摘要：本发明公开一种绿色低碳保水采煤优选方法，属于煤炭保水开采领域。获取采前含水层数据及矿区覆岩的初始渗透性数据；根据含水层上界面深度与地表植被生长所需的地下水深度进行分类并构建采动覆岩渗透率演化模型，比较不同采煤方法及开采参数下的覆岩渗透率演化规律及渗透性分区特征，得到渗流隔离带层位，确定其等效渗透系数及渗流速度与含水层补给速度对比，初步得到含水层水位下降判据；利用软件模拟得到含水层水位下降的数值；采用不同的采煤方法调整含水层水位下降量，又通过调整开采布置方式与开采参数对含水层的水位进行微调。其步骤简单，通过调节含水层水位的保持或下降，从而维护和改善地表植被，有利于水资源保护型绿色矿山的建设。

主权项：1.一种绿色低碳保水采煤优选方法，其特征在于：首先获取矿区采前地下含水层补、径、排关系的水文地质条件以及整个矿区覆岩的初始渗透系数，然后根据含水层的上界面深度与地表植被生长所需的地下水深度进行分类，包括有利于地表植被生长的采后含水层上界面下降、保持和水位上升三种类型；构建覆岩双重裂隙渗透率演化模型，研究不同采煤方法及不同开采参数条件下的覆岩渗透率演化规律及渗透性分区特征，然后根据覆岩渗透率演化规律及渗透性分区特征得到渗流隔离带层位信息，结合前期获得的初始渗透系数确定渗流隔离带层位的采动等效渗透系数，通过采动等效渗透系数得到渗流速度vs；将渗流速度vs与含水层补给速度va对比，得到不同采煤方法采后渗流隔离带渗流失稳，即含水层水位下降的初步判据：vsva，利用vsva的判据初步选择能够确保含水层水位不下降，进而保护地表植被的采煤方法；采用FLAC3D流固耦合数值模拟，进一步精确得到初选采煤方法的含水层水位下降具体数值，并与初步判据相互验证；最后采用不同的采煤方法以实现大幅调整含水层水位下降量，同时每种采煤方法又通过调整开采布置方式与开采参数对含水层的水位进行微调，通过不同采煤方法对含水层的上界面位置进行控制，从而寻找满足地表植被生长的最佳采煤方法；具体步骤如下：步骤一：获取采煤区采前地下含水层补、径、排关系的水文地质条件，以及整个矿区上覆岩层的初始渗透性；步骤二：根据采煤区地层中所有的含水层上界面深度与地表植被生长所需的地下水深度进行分类，确定有利于地表植被生长的采后含水层上界面下降、保持和上升三种类型；步骤三：同时考虑裂隙与孔隙渗流的采动覆岩渗透率动态演化模型，并将采动覆岩渗透率动态演化模型嵌入COMSOL仿真模拟软件，得到针对采动覆岩渗透率动态演化模型使用不同采煤方法的覆岩渗透率演化规律及渗透性分区特征；步骤四：根据渗流隔离带层位计算公式并结合渗流隔离带层位与含水层间距，得到渗流隔离带等效渗透系数，并进一步得到渗流速度，将渗流速度与含水层补给速度对比，得到保水采煤的初步判据，即含水层水位下降的初步判据；步骤五：长壁垮落开采与充填开采FLAC3D流固耦合精确数值模拟所需的采空区垮落矸石双屈服本构模型与充填体应变软化本构模型参数的准确标定方法，精确获得两种采煤方法的采动覆岩应力路径，进而精准确定含水层水位变化的具体值；步骤六：采用初步判据筛选出的不同保水采煤方法进行FLAC3D流固耦合数值模拟，通过改变采煤方法大幅调整含水层水位下降量，每种采煤方法又通过调整开采布置方式与开采参数对含水层的水位进行微调，最终实现保水采煤方法的优选。

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百度查询： 中国矿业大学 绿色低碳保水采煤优选方法