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龙图腾网获悉中国矿业大学申请的专利一种靶向注浆充填墩柱保水采煤的关键参数设计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：CN121803291B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-08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：202610261492.2，技术领域涉及：E21F15/08；该发明授权一种靶向注浆充填墩柱保水采煤的关键参数设计方法是由孙强;赵瑞;张吉雄;张加齐;马丹;孟国豪;聂红臻;成孝明设计研发完成，并于2026-03-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种靶向注浆充填墩柱保水采煤的关键参数设计方法在说明书摘要公布了：本发明属于煤矿开采技术领域，具体涉及一种靶向注浆充填墩柱保水采煤的关键参数设计方法。该方法包括：收集矿井水文地质和采矿地质资料，获取煤岩层埋深、厚度、物理力学参数及矸石碎胀系数；采用离散元数值模拟确定非充分采动临界推进长度下的垮落带高度；计算注浆钻孔钻进深度和垮落带空隙率；实验室制备并测试注浆材料的力学强度及扩散堆积角度；结合非充分采动临界系数，应用岩层沉陷概率积分方法，科学设计充填墩柱间距、半径和注浆量；最终通过地面钻孔注浆，在垮落带形成胶结墩柱，稳定支撑上覆岩层，控制含水层结构变形。本发明方法参数设计简单、准确率高，避免了传统充填工艺的时空干扰。

本发明授权一种靶向注浆充填墩柱保水采煤的关键参数设计方法在权利要求书中公布了：1.一种靶向注浆充填墩柱保水采煤的关键参数设计方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1、收集矿井水文地质和采矿地质资料，获取煤岩层的埋深H1、厚度M、物理力学参数、工作面尺寸以及采空区垮落带矸石的碎胀系数Kp；步骤1中所述物理力学参数包括煤岩的密度、抗压强度、弹性模量和泊松比中的至少一种，所述工作面尺寸包括工作面倾向长度和走向长度，所述碎胀系数Kp通过现场实测或实验室压实试验获取； 步骤2、基于步骤1获得的数据，通过离散元数值模拟软件建立采空区垮落带模型，模拟工作面在非充分采动临界推进长度条件下的岩层垮落行为，确定工作面在非充分采动临界推进长度Lt条件下的垮落带高度Hd，其中所述非充分采动临界推进长度Lt通过模拟岩层垮落过程动态确定，以表征工作面推进至岩层垮落稳定时的临界状态； 步骤3、根据所述垮落带高度Hd，计算注浆钻孔的钻进深度Hks，其中Hks用于确保钻孔穿透垮落带并留有安全余量； 步骤4、基于采空区垮落带矸石的碎胀系数Kp，计算得到垮落带的空隙率，所述空隙率表征垮落带中可供注浆填充的空隙比例； 步骤5、制备具有不同力学强度与流动特性的注浆材料，在实验室测试注浆材料的力学强度F和料浆扩散堆积角度，并根据测试结果选取满足支撑要求的注浆材料； 步骤6、根据非充分采动临界系数，确定充填墩柱间距D，所述间距D用于确保墩柱间隔支撑上覆岩层，控制岩层下沉； 步骤7、利用岩层沉陷预计的概率积分方法，计算不同充填墩柱底面半径R条件下目标保护含水层的最大下沉值W，通过迭代计算使W小于保水采煤含水层下沉阈值Wmax，从而确定充填墩柱半径R和注浆量Q； 步骤8、基于上述步骤获得的关键参数，采用地面钻孔注浆方式，在垮落带中注浆形成充填墩柱，以实现保水采煤，其中注浆过程确保浆液与垮落带矸石胶结形成稳定支撑结构。

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