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龙图腾网获悉扬州中矿建筑新材料科技有限公司;中国矿业大学申请的专利一种保护煤柱下垮落转充填开采与沿空留巷的方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115637978B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-30发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211183973.4，技术领域涉及：E21C41/18；该发明授权一种保护煤柱下垮落转充填开采与沿空留巷的方法是由柏建彪;夏军武;赵祥岍;柏夏;牛子帆;李梦龙;张栋;李延辉;陈定超;朱前程设计研发完成，并于2022-09-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种保护煤柱下垮落转充填开采与沿空留巷的方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种保护煤柱下垮落转充填开采与沿空留巷的方法，先确定当前工作面的实际工况；然后确定充填区域内初充区及普充区的范围，以及各自充填体所用高水材料的水灰比；接着预裂区域的位置确定及预裂区域内水力致裂钻孔的布设方式；完成后，开始进行工作面推进，工作面初始为垮落开采，当工作面推进至充填区域和垮落区域的交界线时，开始转变为充填开采，通过使充填区域的初充区呈阶梯状完成开采方式转变，完成后继续进行普充区施工，最后在充填开采过程中进行充填区域的支护和沿空留巷的支护；从而实现由垮落开采到充填开采的转变，且能对顶板应力进行优化控制及无需重新设计通风系统，最终提高煤矿充填开采的经济效益与回采速度。

本发明授权一种保护煤柱下垮落转充填开采与沿空留巷的方法在权利要求书中公布了：1.一种保护煤柱下垮落转充填开采与沿空留巷的方法，其特征在于，具体步骤为： A、确定充填区域范围：先确定保护煤柱上方的构筑物保护等级，根据确定的构筑物保护等级确定充填区域范围，所述充填区域范围为保护煤柱区域外扩一定宽度后的区域，不同的构筑物保护等级对应不同的外扩宽度； B、确定保护煤柱与布置的工作面位置关系：当保护煤柱边长大于工作面长度且工作面完全位于保护煤柱中时，将此种工况确定为全覆盖工作面；当保护煤柱边长大于工作面长度但工作面仅部分位于保护煤柱中或保护煤柱边长小于工作面长度时，将此种工况确定为半覆盖工作面； C、确定初充区及普充区的范围：先根据需要确定充填区域和垮落区域的交界线，将充填区域划分成初充区和普充区，然后从该交界线沿工作面推进方向至距离交界线3～6倍的采煤机截深区域确定为初充区长度，从初充区沿工作面推进方向至当前工作面的位置确定为普充区长度； D、确定初充区及普充区各自充填体所用高水材料的水灰比：根据工作面实际地质条件，确定工作面的上覆岩层载荷为P1＝γH，γ为岩层容重，Nm3；H为煤层埋深，m，然后分别计算工作面前方未开采实体煤对顶板的支撑力Pz1和液压支架对顶板的支撑力Pz2，最后，上方顶板作用在液压支架和充填体的载荷按均布载荷计算，确定所需的充填体最小强度为式中：lc为充填区域的长度，m；w为充填区域的宽度，m； 根据Pz3分别确定初充区及普充区各自充填体所用高水材料的水灰比，由于高水材料的水灰比越低，其凝固后抗压强度越大，故使初充区内充填体所用高水材料的水灰比低于普充区内充填体所用高水材料的水灰比； E、预裂区域的位置确定及预裂区域内水力致裂钻孔的布设方式：预裂区域为充填区域沿工作面推进相反的方向并距离其4～24m的范围，若步骤B确定为全覆盖工作面，则预裂区域内水力致裂钻孔按照步骤①的布设方式施工；若步骤B确定为半覆盖工作面，则预裂区域内水力致裂钻孔按照步骤②的布设方式施工； ①从预裂区域两侧巷道分别向预裂区域上方顶板对称钻进一组预裂孔，若顶板为软弱顶板，则在预裂区域内沿巷道走向布置两排预裂孔组；若顶板为坚硬顶板，则在预裂区域内沿巷道走向布置不少于四排预裂孔；其中最靠近充填区域的预裂孔布置在距充填区域4m处，每组预裂孔由多个预裂孔组成，多个预裂孔以巷道处为底部，且处在同一巷道截面上呈不等长扇形分布，各个预裂孔顶部沿平行岩层方向的间距不大于30m； ②在工作面回采时，超前工作面20～40m在距离保护煤柱边界较近的巷道向保护煤柱上方顶板每间隔一定距离布置一组超前预裂钻孔，若顶板为坚硬顶板，则间隔距离为5～8m；若顶板为软弱顶板，则间隔距离为10～15m；每组超前预裂钻孔的布设方式与步骤①中的预裂孔组相同； F、工作面由垮落开采转为充填开采时充填区域的布设：工作面推进至充填区域和垮落区域的交界线时开始由巷道向采空区单次充填进深小于工作面宽度的14，使充填区域的初充区呈阶梯状完成开采方式转变，相邻两个阶梯宽度差为1～2个采煤机截深，其中，对于全覆盖工作面由两侧巷道对称向采空区施工初充区，半覆盖工作面由充填侧巷道向采空区施工初充区；完成初充区施工后继续进行普充区施工，其中初充区长度及普充区长度均按照步骤C确定； G、充填区域的支护：当工作面液压支架后端进入充填区域2～4m时，开始在支架后方采取永久控顶措施支撑顶板，为充填区域提供充填空间，接着按照步骤D确定初充区及普充区各自充填体所用高水材料的水灰比，在初充区及普充区内分别采用各自的充填体进行支护； H、沿空留巷的支护：沿空留巷充填体布置在回风巷侧采空区边缘处，其充填宽度和高水材料参数与初充区内的参数相同，沿空留巷充填体长度为其充填体宽度的2倍，选定后，沿空留巷充填体长度保持不变，且其滞后于充填区域的充填体进行充填，从而实现沿空留巷及充填开采的施工。

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