[發明專利]一種急傾斜特厚煤層開采參數與外部調控優化方法

有效

• 申請號: 202011031032.X
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112240206B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 來興平;許慧聰;陳建強;崔峰;單鵬飛;曹建濤;楊彥斌;劉旭東;常博;劉昆輪
• 申請（專利權）人: 西安科技大學;神華新疆能源有限責任公司
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18;G06F30/20
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 衛蘇晶

1.一種急傾斜特厚煤層開采參數與外部調控優化方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、急傾斜特厚煤層的模擬建立：

步驟101、計算機利用CAD軟件建立急傾斜特厚煤層斷面圖，得到急傾斜特厚煤層斷面圖文件；

步驟102、計算機將步驟101中的急傾斜特厚煤層斷面圖文件導入Midas GTS軟件中，計算機利用Midas GTS軟件中“擴展”工具，并在擴展工具中選擇“2D-3D”工具，建立急傾斜特厚煤層三維模型；其中，急傾斜特厚煤層三維模型為長方體急傾斜特厚煤層模型；

步驟103、以長方體急傾斜特厚煤層模型遠離地表的一個角為原點O，過原點O且沿采煤工作面推進方向為Y軸，過原點O且與Y軸方向垂直的方向為X軸，過原點O且垂直由X軸和Y軸形成的XOY平面的方向為Z軸；其中，X軸沿長方體急傾斜特厚煤層模型的長邊布設，Y軸沿長方體急傾斜特厚煤層模型的寬邊布設，Z軸指向地表且沿長方體急傾斜特厚煤層模型的高度方向布設；

步驟104、設定急傾斜特厚煤層三維模型沿Z方向的長度為500m，設定急傾斜特厚煤層三維模型沿Y方向的長度為200m，設定急傾斜特厚煤層三維模型沿X方向的長度為600m；

步驟105、設定長方體急傾斜特厚煤層模型包括夾持巖柱層(5)、分布在夾持巖柱層(5)左側的第一煤層B₁和分布在夾持巖柱層(5)右側的第二煤層B₂，所述第一煤層B₁的左側設定有第一巖層，所述第二煤層B₂的右側設定有第二巖層；

步驟106、計算機利用Midas GTS軟件中“網格”工具，分別將夾持巖柱層(5)、第一煤層B₁、第二煤層B₂、第一巖層和第二巖層進行正方體網格劃分，并保存為急傾斜特厚煤層三維網格模型文件；

步驟107、計算機將急傾斜特厚煤層三維網格模型文件導入FLAC3D軟件中，得到急傾斜特厚煤層模型；

步驟108、計算機利用FLAC3D軟件設定夾持巖柱層(5)、第一巖層、第二巖層、第一煤層B₁和第二煤層B₂的物理參數；

步驟二、急傾斜特厚煤層開采順序的優化：

步驟201、設定急傾斜特厚煤層模型中第一煤層B₁在Z軸方向500米至75米處由上至下依次劃分為多個左上水平開采段，且各個左上水平開采段的段高取值范圍為15m～18m；

設定急傾斜特厚煤層模型中第二煤層B₂沿Z軸方向500米至75米處由上至下依次劃分為多個右上水平開采段，且各個右上水平開采段的段高取值范圍為15m～18m；

步驟202、設定急傾斜特厚煤層模型中第一煤層B₁中多個左上水平開采段均開采完畢，急傾斜特厚煤層模型中第二煤層B₂中多個右上水平開采段均開采完畢；

步驟203、設定急傾斜特厚煤層模型中第一煤層B₁沿Z軸方向75米處向下依次劃分為多個左下水平開采段，設定急傾斜特厚煤層模型中第二煤層B₂沿Z軸方向75米處向下依次劃分為多個右下水平開采段；其中，急傾斜特厚煤層模型中第一煤層B₁中第j個左下水平開采段記作第B_1,j個左水平開采段，急傾斜特厚煤層模型中第二煤層B₂中第j個右下水平開采段記作第B_2,j個右水平開采段；其中，j為正整數，j≥1；

步驟204、計算機利用FLAC3D軟件，通過命令fix設定急傾斜特厚煤層模型的邊界條件；

計算機利用FLAC3D軟件，通過命令set gravity對急傾斜特厚煤層模型中各個網格賦予重力，并對急傾斜特厚煤層模型進行初始應力邊界條件的設定；

步驟205、計算機利用FLAC3D軟件在第B_1,j個左水平開采段沿Y軸模擬開采完畢，在第B_2,j個右水平開采段沿Y軸模擬開采20米，在急傾斜特厚煤層模型沿Y＝20畫剖面線，得到Y＝20米處的斷面，計算機并將Y＝20米處的斷面圖記作第一網格斷面；其中，第一網格斷面與XOZ平面平行；

然后計算機對第一網格斷面進行彈性應變能和垂直應力分析，具體過程如下：

步驟2051、計算機將第一網格斷面上各個網格按照Z方向從500m到0m，X方向從0m到600m的順序進行標記；

計算機利用FLAC3D軟件調取彈性應變能命令，得到第一網格斷面上第c個網格對應的彈性應變能并記作W_c；其中，c和C均為正整數，且1≤c≤C，且C表示第一網格斷面上的網格總數；

步驟2052、計算機將W_c小于1×10⁴J的區域標記為白色，計算機將W_c處于[1×10⁴J～4×10⁴J)的區域標記為藍色，計算機將W_c處于[4×10⁴J～6×10⁴J)的區域標記為綠色，計算機將W_c處于[6×10⁴J～9×10⁴J)的區域標記為黃色，計算機將W_c處于[9×10⁴J～10×10⁴J]的區域標記為紅色，得到第一網格斷面彈性應變能圖；

步驟2053、計算機在第一網格斷面彈性應變能圖上將彈性應變能處于[1×10⁴J～4×10⁴J)的區域進行標記，得到第一網格斷面彈性應變能圖上的第一標記區域；

計算機在第一網格斷面彈性應變能圖上將彈性應變能處于[4×10⁴J～6×10⁴J)的區域進行標記，得到第一網格斷面彈性應變能圖上的第二標記區域；

計算機在第一網格斷面彈性應變能圖上將彈性應變能處于[6×10⁴J～9×10⁴J)的區域進行標記，得到第一網格斷面彈性應變能圖上的第三標記區域；

計算機在第一網格斷面彈性應變能圖上將彈性應變能處于[9×10⁴J～10×10⁴J]的區域進行標記，當第一網格斷面彈性應變能圖上彈性應變能處于[9×10⁴J～10×10⁴J]的區域不存在時，則將第一網格斷面彈性應變能圖中彈性應變能處于[9×10⁴J～10×10⁴J]的面積百分比P_1,4記作零；當第一網格斷面彈性應變能圖上彈性應變能處于[9×10⁴J～10×10⁴J]的區域存在時，得到第一網格斷面彈性應變能圖上的第四標記區域；

步驟2054、計算機調取灰度化模塊對第一網格斷面彈性應變能圖進行灰度值化處理，得到第一網格斷面彈性應變能灰度圖；

步驟2055、計算機調用像素點計算模塊對第一網格斷面彈性應變能灰度圖進行像素點計算處理，并得到第一網格斷面彈性應變能灰度圖的總像素點數量M_Z；

步驟2056、計算機根據第一區域閾值調用二值化處理模塊，將第一網格斷面彈性應變能灰度圖轉換為第一個彈性應變能二值化圖；其中，第一個彈性應變能二值化圖的背景區域為白色，第一個彈性應變能二值化圖上第一標記區域為黑色；

步驟2057、計算機調用像素點計算模塊對第一個彈性應變能二值化圖中黑色區域進行像素點統計，得到第一個彈性應變能二值化圖中黑色像素點數量M_q,1；

計算機根據公式得到第一網格斷面彈性應變能圖中彈性應變能處于[1×10⁴J～4×10⁴J)區域的面積百分比P_1,1；

步驟2058、按照步驟2056所述的方法，根據第二區域閾值，將第一網格斷面彈性應變能灰度圖轉換為第二個彈性應變能二值化圖；其中，第二個彈性應變能二值化圖的背景區域為白色，第二個彈性應變能二值化圖上第二標記區域為黑色；

按照步驟2057所述的方法，得到第二個彈性應變能二值化圖中黑色像素點數量M_q,2，計算機根據公式得到第一網格斷面彈性應變能圖中彈性應變能處于[4×10⁴J～6×10⁴J)區域的面積百分比P_1,2；

步驟2059、按照步驟2056所述的方法，根據第三區域閾值，將第一網格斷面彈性應變能灰度圖轉換為第三個彈性應變能二值化圖；其中，第三個彈性應變能二值化圖的背景區域為白色，第三個彈性應變能二值化圖上第三標記區域為黑色；

按照步驟2057所述的方法，得到第三個彈性應變能二值化圖中黑色像素點數量M_q,3，計算機根據公式得到第一網格斷面彈性應變能圖中彈性應變能處于[6×10⁴J～9×10⁴J)區域的面積百分比P_1,3；

步驟205A、按照步驟2056所述的方法，根據第四區域閾值，將第一網格斷面彈性應變能灰度圖轉換為第四個彈性應變能二值化圖；其中，第四個彈性應變能二值化圖的背景區域為白色，第四個彈性應變能二值化圖上第四標記區域為黑色；

按照步驟2057所述的方法，得到第四個彈性應變能二值化圖中黑色像素點數量M_q,4，計算機根據公式得到第一網格斷面彈性應變能圖中彈性應變能處于[9×10⁴J～10×10⁴J]區域的面積百分比P_1,4；

步驟205B、計算機根據公式P₁＝P_1,1+P_1,2+P_1,3，得到第一網格斷面彈性應變能圖中彈性應變能處于[1×10⁴J～9×10⁴J)區域的總面積百分比P₁；

步驟205C、計算機利用FLAC3D軟件，在第B_2,j個右水平開采段未開采的180米區域布設h排測點；

步驟205D、計算機利用FLAC3D軟件調取plotitems工具中的stresses命令，獲取各個測點處的垂直應力，并將各個測點處的垂直應力按照從小到大順序排列，得到測點垂直應力一次最大值并記作F_1,max；

步驟206、計算機利用FLAC3D軟件在第B_1,j個左水平開采段沿Y軸模擬未開采時，在第B_2,j個右水平開采段沿Y軸模擬開采20米，在急傾斜特厚煤層模型沿Y＝20畫剖面線，得到Y＝20米處的斷面；計算機將Y＝20米處的斷面圖記作第二網格斷面；其中，第二網格斷面與XOZ平面平行；

按照步驟2051至步驟205D所述的方法，對第二網格斷面進行處理，得到第二網格斷面彈性應變能圖中彈性應變能處于[1×10⁴J～9×10⁴J)區域的總面積百分比P₂、第二網格斷面彈性應變能圖中彈性應變能處于[9×10⁴J～10×10⁴J]區域的面積百分比P_2,4和測點二次垂直應力最大值F_2,max；

步驟207、利用計算機判斷P_1,4或者P_2,4等于零是否成立，如果成立執行步驟208；否則，執行步驟209；

步驟208、當P_1,4＝0，P_2,4≠0，則急傾斜特厚煤層工作面開采順序為先開采第一煤層B₁；后開采第二煤層B₂；

當P_1,4≠0，P_2,4＝0，則急傾斜特厚煤層工作面開采順序為先開采第二煤層B₂，后開采第一煤層B₁；

步驟209：當P_1,4≠0，P_2,4≠0時，如下：

當P₂＞P₁且F_2,maxF_1,max時，急傾斜特厚煤層工作面開采順序為先開采第一煤層B₁，后開采第二煤層B₂；

當P₂＜P₁且F_2,maxF_1,max時，急傾斜特厚煤層工作面開采順序為先開采第二煤層B₂，后開采第一煤層B₁；

步驟三、急傾斜特厚煤層水平開采段的段高的優化：

步驟301、根據得到急傾斜特厚煤層水平分段的段高計算值h_s；其中，L表示液壓支架放煤口至XOZ煤層斷面上煤壁的水平間距，且L＝0.18m，θ表示XOZ煤層斷面上煤壁與XOY平面的夾角度，且θ＝87°，γ表示偏轉角度，且γ取4°，b表示常數，且b＝1.55；

步驟302、設定急傾斜特厚煤層水平分段的段高分別為h₁、h₂、h₃、h₄和h₅；其中，h₅＝h_s+1，h₄＝h_s，h₃＝h_s-2，h₂＝h₃-3，h₁＝h₂-4；

步驟303、設定急傾斜特厚煤層第i個水平分段的段高為h_i；其中，i為正整數，且1≤i≤5；

步驟304、計算機利用FLAC3D軟件模擬第B_1,j個左水平開采段或者第B_2,j個右水平開采段的段高取h_i時，在第B_1,j個左水平開采段或者第B_2,j個右水平開采段沿Y軸模擬開采20米，在急傾斜特厚煤層模型沿Y＝20畫剖面線，得到第B_1,j個左水平開采段或者第B_2,j個右水平開采段模擬開采Y＝20米處的斷面圖，并記作段高h_i時的第三網格斷面彈性應變能圖；

步驟305、按照步驟2051至步驟205D所述的方法，得到段高h_i時的第三網格斷面彈性應變能圖中彈性應變能處于[1×10⁴J～9×10⁴J)區域的總面積百分比P_3,i、段高h_i時的第三網格斷面彈性應變能圖中彈性應變能處于[9×10⁴J～10×10⁴J]區域的面積百分比P_3,i,4和段高h_i時的測點垂直應力最大值F_3,i,max；

步驟306、計算機判斷P_3,i,4等于零是否成立，如果成立，執行步驟307；否則，執行步驟308；

步驟307、將步驟305中各個段高的測點垂直應力最大值按照從小到大排列，得到測點垂直應力最大值的最小值，則測點垂直應力最大值的最小值所對應的段高為急傾斜特厚煤層水平開采段優化后的段高；

步驟308、將步驟305中各個段高時的第三網格斷面彈性應變能圖中彈性應變能處于[1×10⁴J～9×10⁴J)區域的總面積百分比按照從小到大排列，得到不同段高下彈性應變能處于[1×10⁴J～9×10⁴J)區域的總面積百分比的最小值，同時，將步驟305中各個段高的測點垂直應力最大值按照從小到大排列，得到不同段高下測點垂直應力最大值的最小值，則不同段高下彈性應變能處于[1×10⁴J～9×10⁴J)區域的總面積百分比的最小值且不同段高下測點垂直應力最大值的最小值所對應的段高為急傾斜特厚煤層水平開采段優化后的段高；

步驟四、急傾斜特厚煤層工作面推進度的優化：

步驟401、設定急傾斜特厚煤層的工作面推進度分別為V₁、V₂和V₃；其中，V₁為3.2m/d，V₂為4.8m/d，V₃為6.4m/d；

步驟402、設定急傾斜特厚煤層第i′個工作面推進度為V_i′；其中，i′為正整數，且1≤i′≤3；

步驟403、計算機利用FLAC3D軟件模擬第B_1,j個左水平開采段或者第B_2,j個右水平開采段的工作面推進度為V_i′時，在第B_1,j個左水平開采段或者第B_2,j個右水平開采段沿Y軸模擬開采20米，在急傾斜特厚煤層模型沿Y＝20畫剖面線，得到第B_1,j個左水平開采段或者第B_2,j個右水平開采段模擬開采Y＝20米處的斷面圖，并記作推進度V_i′時的第四斷面彈性應變能圖；

步驟404、按照步驟2051至步驟205D所述的方法，得到推進度V_i′時的第四斷面彈性應變能圖中彈性應變能處于[1×10⁴J～9×10⁴J)區域的總面積百分比P_4,i′、推進度V_i′時的第四斷面彈性應變能圖中彈性應變能處于[9×10⁴J～10×10⁴J]區域的面積百分比P_4,i′,4和推進度V_i′時的測點垂直應力最大值F_4,i′,max；

步驟405、計算機判斷P_4,i′,4等于零是否成立，如果成立，執行步驟406；否則，執行步驟407；

步驟406、將步驟405中各個推進度時的測點垂直應力最大值按照從小到大排列，得到不同推進度下測點垂直應力最大值的最小值，則不同推進度下測點垂直應力最大值的最小值所對應的推進度為急傾斜特厚煤層工作面優化后的推進度；

步驟407、將步驟404中各個推進度時的第四斷面彈性應變能圖中彈性應變能處于[1×10⁴J～9×10⁴J)區域的總面積百分比按照從小到大排列，得到不同推進度下彈性應變能處于[1×10⁴J～9×10⁴J)區域的總面積百分比的最小值，同時，將步驟404中各個推進度的測點垂直應力最大值按照從小到大排列，得到不同推進度下測點垂直應力最大值的最小值，則不同推進度下彈性應變能處于[1×10⁴J～9×10⁴J)區域的總面積百分比的最小值且不同推進度下測點垂直應力最大值的最小值所對應的推進度為急傾斜特厚煤層工作面優化后的推進度；

步驟五、急傾斜特厚煤層高壓注水間距的優化：

步驟501、根據夾持巖柱層(5)，計算機利用COMSOL Multiphysics軟件建立注水模擬夾持巖柱模型；其中，注水模擬夾持巖柱模型為細砂巖，注水模擬夾持巖柱模型沿X方向的長度為100m，注水模擬夾持巖柱模型沿Y方向的長度為200m，注水模擬夾持巖柱模型沿Z方向的長度為50m；

步驟502、計算機利用COMSOL Multiphysics軟件在夾持巖柱模型中模擬鉆孔，得到注水通道；其中，注水通道的孔徑為113mm，注水通道沿Y方向的長度為135m，注水通道與XOY平面的夾角為零度，注水通道的中心線與XOZ平面的中心線重合；

步驟503、計算機利用COMSOL Multiphysics軟件得到注水模擬夾持巖柱網格模型；其中，注水模擬夾持巖柱網格模型中各個網格的連接處記作節點，節點的數量為D；

步驟504、計算機利用COMSOL Multiphysics軟件，“流體和基體屬性”中設置水密度設置為1000kg/m³，動力粘度設置為1×10^-3Pa·s，滲流率設置為3.2×10^-7cm/s，孔隙率設置為0.33；

步驟505、計算機利用COMSOL Multiphysics軟件設置第一次模擬注水壓力F₁^s為5MPa，給注水通道模擬注水1h后，并操作COMSOL Multiphysics軟件中“研究”工具，得到各個節點的孔隙水壓力；

步驟506、計算機利用COMSOL Multiphysics軟件中“list”工具，得到D個節點在XYZ坐標系中的坐標，并將第d個節點記作O_d，且第d個節點O_d的坐標記作(x_d,y_d,z_d)；其中，x_d表示第d個節點O_d沿X軸方向的坐標值，y_d表示第d個節點O_d沿Y軸方向的坐標值，z_d表示第d個節點O_d沿Z軸方向的坐標值，d為正整數，且1≤d≤D；

步驟507、計算機利用COMSOL Multiphysics軟件中“list”工具，得到注水通道入口中心O_r,1的坐標為(x_r,1,y_r,1,z_r,1)和注水通道孔底中心O_r,2的坐標為(x_r,2,y_r,2,z_r,2)；其中，x_r,1＝x_r,2,y_r,1＝0,y_r,2＝135,z_r,1＝z_r,2；

計算機根據注水通道入口中心O_r,1的坐標為(x_r,1,y_r,1,z_r,1)和注水通道孔底中心O_r,2的坐標為(x_r,2,y_r,2,z_r,2)，得到向量

步驟508、計算機設定過第d個節點O_d的坐標(x_d,y_d,z_d)且與向量垂直的交點記作交點O′_d，并將交點O′_d的坐標記作(x′_d,y′_d,z′_d)；且x_r,1＝x_r,2＝x′_d,z_r,1＝z_r,2＝z′_d；

計算機根據交點O′_d坐標(x′_d,y′_d,z′_d)和第d個節點O_d的坐標(x_d,y_d,z_d)，得到向量

計算機根據公式得到交點O′_d坐標中的y′_d坐標值；

步驟509、計算機根據公式得到第d個節點O_d與注水通道的中心線之間的間距為L_d；

驟5010、計算機設定第一個間距判斷值為di₁，且di₁＝0，當L_d等于di₁時，將各個節點中與注水通道的中心線之間的間距均為di₁時的各個節點進行標號，并將與注水通道的中心線之間的間距為di₁中的第e個節點記作

計算機將與注水通道的中心線之間的間距為di₁中的第e個節點的孔隙水壓力記作其中，e和E均為正整數，且1≤e≤E，E表示與注水通道的中心線之間的間距為di₁時的節點的總數；

步驟5011、計算機根據公式得到節點與注水通道的中心線之間的間距為di₁時的孔隙水壓力均值

步驟5012、按照步驟5010至步驟5011所述的方法，計算機設定第g個間距判斷值di_g，得到節點與注水通道的中心線之間的間距為di_g時的孔隙水壓力均值其中，di_g＝di_g-1+k，di_g-1表示第g-1個間距判斷值，且g為正整數，且1＜g≤G，k為常數；

步驟5013、G次重復步驟5012，得到第G個間距判斷值所對應的節點與注水通道的中心線之間的間距為di_G時的孔隙水壓力均值

步驟5014、計算機以間距判斷值為橫坐標，以孔隙水壓力均值為縱坐標，繪制G個間距判斷值所對應的G個孔隙水壓力均值并擬合，得到孔隙水壓力曲線；計算機獲取孔隙水壓力曲線上任一點切線的斜率，并將切線的斜率最大值記作第一次模擬注水壓力F₁^s下的最大變化率；

步驟5015、計算機設定第l次模擬注水壓力為F_l^s，且按照步驟501至步驟5014所述的方法，得到第l次模擬注水壓力F_l^s下的最大變化率；

步驟5016、按照步驟501至步驟5014所述的方法，直至第L′次模擬注水壓力為且得到第L′次模擬注水壓力下的最大變化率；其中，l為正整數，且1≤l≤L′；

步驟5017、計算機將第一次模擬注水壓力F₁^s下的最大變化率，...，第l次模擬注水壓力F_l^s下的最大變化率，...，第L′次模擬注水壓力下的最大變化率進行排序，得到最大變化率中的最大值，則最大變化率中的最大值所對應的間距判斷值乘以2即為急傾斜特厚煤層優化后的高壓注水間距；

步驟六、急傾斜特厚煤層爆破間距的優化：

步驟601、根據夾持巖柱層(5)，建立第一個爆破模擬夾持巖柱模型，并獲取第一個爆破模擬夾持巖柱模型下的最大應力值，具體過程如下：

步驟6011、急傾斜特厚煤層優化后的高壓注水間距記作第一個模擬炮距根據夾持巖柱層(5)，計算機利用ANSYS LS-DYNA軟件建立第一個爆破模擬夾持巖柱模型；其中，第一個爆破模擬夾持巖柱模型為細砂巖，第一個爆破模擬夾持巖柱模型沿X方向的長度為0.05m，第一個爆破模擬夾持巖柱模型沿Y方向的長度為第一個模擬炮距第一個爆破模擬夾持巖柱模型沿Z方向的長度為3m；

步驟6012、計算機在ANSYS LS-DYNA軟件中定義單元類型；其中，單元類型為SOLID164三維實體單元；

步驟6013、計算機利用ANSYS LS-DYNA軟件，設定網格尺寸為0.05m×0.05m，對步驟6011中夾持巖柱模型中的YOZ平面進行有限元網格劃分，生成第一爆破模擬夾持巖柱網格模型；

步驟6014、計算機利用ANSYS LS-DYNA軟件，通過命令Nsel設置第一爆破模擬夾持巖柱網格模型的邊界條件，且第一爆破模擬夾持巖柱網格模型與YOZ平面平行的左端邊界和與YOZ平面平行的右端邊界均為無反射邊界；

步驟6015、計算機利用ANSYS LS-DYNA軟件，在第一爆破模擬夾持巖柱網格模型與XOZ平面平行的前端面中心位置設置第一炸藥模型，在第一爆破模擬夾持巖柱網格模型與XOZ平面平行的后端面中心位置設置第二炸藥模型；其中，第一炸藥模型和第二炸藥模型沿Z方向的長度為1m，第一炸藥模型和第二炸藥模型之間沿Y軸方向的間距即為

步驟6017、計算機利用ANSYS LS-DYNA軟件設定第一炸藥模型和第二炸藥模型中炸藥的密度為1100kg/m³，炸藥的爆速為4020m/s，且第一炸藥模型和第二炸藥模型中JWL狀態參數方程的A參數為217.08GPa，B參數為0.184GPa，R1參數為4.25，R2參數為0.91，ω參數為0.15，單位體積炸藥的初始內能為4.24J/m³；

步驟6018、計算機利用ANSYS LS-DYNA軟件在第一爆破模擬夾持巖柱網格模型內設置兩個爆破監測點；其中，兩個爆破監測點位于第一炸藥模型和第二炸藥模型之間，且沿XOZ平面的中心線均布，第1個爆破監測點位于第一爆破模擬夾持巖柱網格模型中距離第一炸藥模型最近的網格中，第二個爆破監測點位于第一炸藥模型和第二炸藥模型之間沿Y方向的中心位置處的網格中；

步驟6019、計算機利用ANSYS LS-DYNA軟件MainMenu工具中Wri te Jobname.k工具，輸出模型關鍵字文件，并將關鍵字文件遞交LS-DYNA求解，獲取兩個爆破監測點的應力；

步驟6010、計算機將第一次爆破模擬下第1個爆破監測點的應力記作f₁^p,1和第2個爆破監測點的應力記作f₂^p,1；

步驟602、設定第二個模擬炮距為且按照步驟601所述的方法，建立第二個爆破模擬夾持巖柱模型，且第二個爆破模擬夾持巖柱模型沿Y方向的長度為第二個模擬炮距并獲取第二次爆破模擬下第1個爆破監測點的應力f₁^p,2和第2個爆破監測點的應力f₂^p,2；

步驟603、多次重復步驟602，設定第k′個模擬炮距為且按照步驟601所述的方法，建立第k′個爆破模擬夾持巖柱模型，且第k′個爆破模擬夾持巖柱模型沿Y方向的長度為第k′個模擬炮距并獲取第k′次爆破模擬下第1個爆破監測點的應力f₁^p,k′和第2個爆破監測點的應力f₂^p,k′；其中，表示第k′-1個模擬炮距；

步驟604、多次重復步驟603，直至第K′個模擬炮距為30m時，建立第K′個爆破模擬夾持巖柱模型，且第K′個爆破模擬夾持巖柱模型沿Y方向的長度為第K′個模擬炮距并獲取第K′次爆破模擬下第1個爆破監測點的應力f₁^p,K′和第2個爆破監測點的應力f₂^p,K′；其中，K′為正整數，且1＜k′≤K′；

步驟605、計算機將f₁^p,1，f₁^p,2，...，f₁^p,k′，...，f₁^p,K′分別進行比較，獲取爆破模擬下第1個爆破監測點的最大應力值計算機將f₂^p,1，f₂^p,2，...，f₂^p,k′，...，f₂^p,K′分別進行比較，獲取爆破模擬下第2個爆破監測點的最大應力值則爆破模擬下第1個爆破監測點的最大應力值和爆破模擬下第2個爆破監測點的最大應力值所對應的模擬炮距為急傾斜特厚煤層優化后的爆破間距；

步驟2056中第一區域閾值為第一網格斷面彈性應變能灰度圖中第一標記區域中各個像素點灰度值的平均值；

步驟2058中第二區域閾值為第一網格斷面彈性應變能灰度圖中第二標記區域中各個像素點灰度值的平均值；

步驟2059中第三區域閾值為第一網格斷面彈性應變能灰度圖中第三標記區域中各個像素點灰度值的平均值；

步驟20A中第四區域閾值為第一網格斷面彈性應變能灰度圖中第四標記區域中各個像素點灰度值的平均值。