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一种工作面煤柱留设方法与流程 (煤的强度系数)

来源: 浏览: 15次  更新时间:2021-12-02 10:44

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井下水仓留设保护煤柱

一种处事面煤柱留设办法与过程

本请求波及煤矿支护本领范围更加波及一种处事面煤柱留设办法。

什么是断层煤柱



背景本领:

巷采煤柱留设

姑且跟着采高的增大hao123分类目录网跟着采高的增大消费、协帮输送等设备趋于宏大化、特宏大化回采巷道断面随之增大。为保护巷道宁静网址之家回采巷道断面随之增大。为保护巷道宁静处事面隔绝离煤柱普遍留设宽度较大并采用锚杆进行支护网址之家处事面隔绝离煤柱普遍留设宽度较大并采用锚杆进行支护在靠拢采空区的巷帮需补挨锚索巩固支护。然而是在煤柱压酥后煤柱的宁静性较差锚索的锚固力大幅降矮加固效验差巷道变形严沉因此会常常爆发锚索脱锁危及矿工的人身宁靖。

保护煤柱留设宽度

因此需创造一种不妨普及煤柱宁静性的浅埋煤层特大采高处事面煤柱留设办法。

煤柱留设规定



本领实行因素:

煤柱留设的种类

本请求的手段在于克服现有本领的不及供给一种处事面煤柱留设办法不妨普及煤柱宁静性保护功课人员宁靖。

煤的强度系数

本请求的本领筹备供给一种处事面煤柱留设办法包括以下办法:

安置锚杆加固煤柱煤帮上层并在所述煤柱上安置加固构造;

在上处事面的输送巷和下处事面的回风巷共时掘进时向亚闭头层隔绝钻取多个井下压裂钻孔并进行井下压裂功课向主闭头层隔绝钻取多个地面压裂钻孔并进行地面压裂功课。

优选地自地面笔直向下挨钻孔至煤层并闭于各岩层取芯并尝试力学本能估计所述亚闭头层和所述主闭头层的地位。

优选地依据处事面采高采用距煤层的隔绝与煤层厚度的比值在4~6范畴内的岩层动作亚闭头层。

优选地所述加固构造包括恒阻大变形闭于拉锚索和限位钢戴在所述煤柱上钻取锚索钻孔安置所述恒阻大变形闭于拉锚索所述限位钢戴紧贴所述煤柱表面并被所述恒阻大变形闭于拉锚索压紧。

优选地所述恒阻大变形闭于拉锚索包括钢绞线、第一锁具、第一恒阻器、第一托板、第二托板、第二恒阻器和第二锁具所述钢绞线顺序贯穿所述第一锁具、所述第一恒阻器、所述第一托板、所述限位钢戴、所述煤柱、所述第二托板、所述第二恒阻器和所述第二锁具所述钢绞线闭于所述第一锁具和所述第二锁具施加预紧力将所述第一恒阻器、所述第一托板、所述限位钢戴、所述第二托板和所述第二恒阻器紧压在所述煤柱上。

优选地所述限位钢戴包括第一w型钢戴和第二w型钢戴所述第一w型钢戴和所述第二w型钢戴接织安置还包括加固网所述加固网弥漫在所述煤柱表面。

优选地在假如所述煤柱变形前后横截面积保护不变的前提下每根所述钢绞线需施加的预紧力f可由下式给出:

式中:f为每根钢绞线施加的预紧力(n);h为煤柱高度(m);e为煤柱弹性模量(mpa);f为压裂后煤柱接受的载荷(n);n为煤帮上每排钢绞线的数目;l为煤柱宽度(m);k为宁靖系数取1.1~1.3。

优选地所述井下压裂钻孔与程度目标之间的夹角为78°~82°。所述地面压裂钻孔与程度目标之间的夹角为82°~86°。

优选地所述地面压裂钻孔和所述井下压裂钻孔树立在所述煤柱与待开拓的煤层相邻一侧的上方;

开拓所述煤层并产生采空区的共时闭于所述地面压裂钻孔和所述井下压裂钻孔进行压裂功课。

优选地所述井下压裂钻孔与所述地面压裂钻孔接织安置。

采用上述本领筹备后具犹如下有益效验:本创造经过在煤柱上安置加固构造实行闭于煤柱的加固且在巷道掘进的过程中闭于亚闭头层进行压裂功课使得压裂后的亚闭头层到处事面推从而垮降缩小因亚闭头层因掘进的回转疏通形成煤柱动载损害;还闭于主闭头层进行压裂功课不妨有帮于将时势部载荷灵验变化至采空区减小煤柱所需承担的固态载荷从而不妨灵验保护煤柱的宁静保护功课人员宁靖。

附图证明

参睹附图本请求的果然实质将变得更易领会。该当领会:这些附图只是用于证明的手段而并非意在闭于本请求的保护范畴产生节制。图中:

图1是本创造在一个实行例中的办法过程图;

图2是本创造在一个实行例中左右处事面地位表示图;

图3是图2的中a-a处剖视图;

图4是本创造在一个实行例中恒阻大变形闭于拉锚索安置在煤柱上的表示图;

图5是图4的右视图;

图6是本创造在一个实行例中处事面采空后的表示图。

附图标记闭于照表:

上处事面1、下处事面2、输送巷3、回风巷4、煤柱5、采空区6、主闭头层7、亚闭头层8、地面压裂钻孔9、井下压裂钻孔10、煤层11、第一锁具121、第二锁具122、第一恒阻器131、第二恒阻器132、第一托板141、第二托板142、第一w型钢戴15、第二w型钢戴16、钢绞线17、锚杆18、螺栓19、托盘20、加固网21、地面22、锚索钻孔23、锚杆钻孔24、树脂锚固剂25。

简直实行办法

底下共同附图来进一步证明本请求的简直实行办法。

容易领会依据本请求的本领筹备在不变换本请求本质精力下本范围的普遍本领人员可彼此替代的多种构造办法以及实行办法。因此以下简直实行办法以及附图仅是闭于本请求的本领筹备的示例性证明而不该当视为本请求的理想大概视为闭于请求本领筹备的规定大概节制。

在本证明书籍中提到大概者大概提到的上、下、左、右、前、后、反面、背后、顶部、底部等目标用语是相闭于于各附图中所示的构造进行定义的它们是相闭于的观念因此有大概会依据其所处不共地位、不共运用状况而进行相应地变革。所以也不该当将这些大概者其他的目标用语解释为节制性用语。其他术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于刻画手段而不行领会为公布大概表示相闭于沉要性。

在本请求的刻画中须要证明的是除非另有精确的决定和规定术语“安置”、“对接”、“贯串”应干泛义领会比方不妨是固定对接也不妨可摧毁对接大概一体地对接;不妨是板滞对接也不妨是电对接;不妨是直接贯串也不妨经过中央媒介间接贯串不妨是二个组件里面的连通。闭于于本范围的普遍本领人员而言不妨视简直情景领会上述属于在本请求中的简直含意。

在本创造的一实行例中果然了一种处事面煤柱留设办法包括以下办法:

安置锚杆18加固煤柱5煤帮上层并在煤柱5上安置加固构造;

在上处事面1的输送巷3和下处事面2的回风巷4共时掘进时向亚闭头层8隔绝钻取多个井下压裂钻孔10并进行井下压裂功课向主闭头层7隔绝钻取多个地面压裂钻孔9并进行地面压裂功课。

个中主闭头层7位于亚闭头层8的上方亚闭头层位于煤柱6上方在煤柱5煤帮表面安置锚杆18不妨用于节制煤柱5在掘进初期时的变形并经过在煤柱5上安置加固构造从而普及煤柱5的宁静性在掘进的共时闭于主闭头层7和亚闭头层8进行压裂功课亚闭头层8的压裂有帮于损害采空区6侧煤柱5上方的悬顶构造压裂后的亚闭头层8到处事面推从而垮降不妨缩小因亚闭头层8在掘进过程中回转疏通形成的煤柱5动载损害从而普及煤柱5的宁静性;其他因为主闭头层7控制着其上至地面22十脚岩层的疏通压裂主闭头层7有帮于将时势部的载荷灵验变化至采空区6减小煤柱5所需接受的固态载荷。本办法经过闭于煤柱5安置加固构造普及煤柱5自己强度且经过在掘进时压裂主闭头层7和亚闭头层8缩小煤柱5的载荷从而不妨普及煤柱5的宁静性普及功课宁靖。

在本创造的一些实行例中自地面22笔直向下挨钻孔至煤层11并闭于各岩层取芯并尝试力学本能估计亚闭头层8和主闭头层7的地位。简直地经过钻探取芯并依据各岩层的厚度、容沉、弹性模量、抗拉强度等目标判决主闭头层7和亚闭头层8的地位。

在本创造的一些实行例中依据处事面采高采用距煤层11的隔绝与煤层11厚度的比值在4~6范畴内的岩层动作亚闭头层8。

在本创造的一些实行例中加固构造包括恒阻大变形闭于拉锚索和限位钢戴在煤柱5上钻取锚索钻孔23安置恒阻大变形闭于拉锚索限位钢戴紧贴煤柱5表面并被恒阻大变形闭于拉锚索压紧。当围岩爆发渐渐大概刹时大变形损害时恒阻大变形闭于拉锚索不妨接收岩体变形能使围岩中的能量赢得开释。在恒阻大变形闭于拉锚索爆发构造变形阶段依然不妨保护恒定的处事阻力和宁静的变形量从而实行巷道围岩的宁静大大降矮冒顶、塌方、片帮、底臌等宁靖隐患。其他经过限位钢戴不妨增大恒阻大变形闭于拉锚索的完全加固本能。

在本创造的一些实行例中恒阻大变形闭于拉锚索包括钢绞线17、第一锁具121、第一恒阻器131、第一托板141、第二托板142、第二恒阻器132和第二锁具122钢绞线17顺序贯穿第一锁具121、第一恒阻器131、第一托板141、限位钢戴、煤柱5、第二托板142、第二恒阻器132和第二锁具122钢绞线17闭于第一锁具121和第二锁具122施加预紧力将第一恒阻器131、第一托板141、限位钢戴、第二托板142和第二恒阻器132紧压在煤柱5上。个中第一锁具121和第二锁具122树立在钢绞线17的二端用于节制第一恒阻器131、第一托板141、第二托板142和第二恒阻器132的地位当煤柱5爆发变形时煤柱5促成第一恒阻器131和第二恒阻器132第一恒阻器131和第二恒阻器132沿钢绞线17爆发滑移从而接收煤柱5变形的形变能制止了因为煤柱5变形而爆发钢绞线17断裂、作废从而保护了煤柱5的宁静性。

在本创造的一些实行例中限位钢戴包括第一w型钢戴15和第二w型钢戴16第一w型钢戴15和第二w型钢戴16接织安置还包括加固网21加固网21弥漫在煤柱5的煤帮表面。多个第一w型钢戴15平行且隔绝树立多个第二w型钢戴16树立在第一w型钢戴15的下方且多个第二w型钢戴16平行且隔绝树立第一w型钢戴15和第二w型钢戴16接织安置的办法不妨增大与煤柱5的交战面积且不妨充溢地表现恒阻大变形闭于拉锚索的完全加固本能。其他加固网21树立在第二w型钢戴16的下方并被第二w型钢戴16压紧在煤柱5表面共样能普及恒阻大变形闭于拉锚索的加固本能。

在本创造的一些实行例中在假如煤柱5变形前后横截面积保护不变的前提下每根钢绞线17需施加的预紧力f可由下式给出:

式中:f为每根钢绞线17施加的预紧力(n);h为煤柱5高度(m);e为煤柱5弹性模量(mpa);f为压裂后煤柱5接受的载荷(n);n为煤帮上每排钢绞线17的数目;l为煤柱5宽度(m);k为宁靖系数取1.1~1.3。

在本创造的一些实行例中井下压裂钻孔10与程度目标之间的夹角为78°~82°。完成井下压裂钻孔10钻取后向井下压裂钻孔10注入高压水进行压裂功课使得亚闭头层8压裂并不妨到处事面推从而垮降缩小煤柱5的动载损害。

在本创造的一些实行例中地面压裂钻孔9与程度目标之间的夹角为82°~86°。完成地面压裂钻孔9钻取后向地面压裂钻孔9注入高压水进行压裂功课使得主闭头层7压裂从而将载荷灵验变化至采空区6减小煤柱5所承担的固态载荷。

在本创造的一些实行例中地面压裂钻孔9和井下压裂钻孔10树立在煤柱5与待开拓的煤层11相邻一侧的上方开拓煤层11并产生采空区6的共时闭于地面压裂钻孔9和井下压裂钻孔10进行压裂功课。煤层11开拓后在进行压裂功课的时间不妨最大极限地将采空区6上方产生的悬顶构造进行损害缩小煤柱5的载荷从而达到杰出的卸压效验。

在本创造的一些实行例中井下压裂钻孔10与地面压裂钻孔9接织安置。如许不妨以用处将主闭头层7承担的岩层载荷灵验变化至采空区6。

实行例1:

本实行例果然一种处事面煤柱留设办法如图1和2所示其包括以下办法:

s101:安置锚杆18加固煤柱5煤帮上层并在煤柱5上安置加固构造;

s102:在上处事面1的输送巷3和下处事面2的回风巷4共时掘进时向亚闭头层8隔绝钻取多个井下压裂钻孔10并进行井下压裂功课向主闭头层7隔绝钻取多个地面压裂钻孔9并进行地面压裂功课。

个中主闭头层7位于亚闭头层8的上方亚闭头层位于煤柱6上方主闭头层7动作地面压裂手段层亚闭头层8动作井下压裂手段层个中如图3所示自地面22笔直向下挨钻孔至煤层11闭于各岩层取芯并尝试其力学本能依据各岩层的厚度、容沉、弹性模量、抗拉强度等目标判决位于煤层11上覆的主闭头层7和亚闭头层8的地位依据处事面采高采用距煤层11的隔绝与煤层11厚度的比值在4~6范畴内的岩层动作亚闭头层8。亚闭头层8的压裂不妨有帮于损害采空区6侧煤柱5上方的悬顶构造压裂后的亚闭头层8到处事面推从而垮降缩小因亚闭头层8在处事面促成过程中的回转疏通形成的煤柱5动载损害。主闭头层7控制着主闭头层7上至地面22十脚岩层的疏通压裂主闭头层7有帮于将时势部载荷灵验变化至采空区6减小煤柱5所需承担的固态载荷。

在办法s101中如图4和5所示开始姑且煤柱5的煤帮表面弥漫加固网21并在煤柱5的煤帮表面钻取锚杆钻孔24并往锚杆钻孔24内装入树脂锚固剂25再将锚杆18装入至锚杆钻孔24内并在锚杆18的端部装入托盘20结果安置螺栓19将锚杆18固定经过安置锚杆18不妨加固煤柱5帮上层从而节制煤柱5的初期变形。

在安置好锚杆18进行发端的加固降后行安置加固构造简直地加固构造包括恒阻大变形闭于拉锚索、第二w型钢戴16和第一w型钢戴15恒阻大变形闭于拉锚索包括钢绞线17、第一锁具121、第一恒阻器131、第一托板141、第二托板142、第二恒阻器132和第二锁具122。个中在安置恒阻大变形闭于拉锚索时开始先在煤柱5上钻取锚索钻孔23锚索钻孔23沿煤柱5的宽度目标贯穿煤柱5而后在煤柱5的煤帮表面挂设第一w型钢戴15和第二w型钢戴16将钢绞线17顺序穿过第一锁具121、第一恒阻器131、第一托板141、第一w型钢戴15、第二w型钢戴16、加固网21、煤柱5、加固网21、第二w型钢戴16、第一w型钢戴15、第二托板142、第二恒阻器132、第二锁具122第一锁具121和第二锁具122树立在钢绞丝的二端网址之家第一锁具121和第二锁具122树立在钢绞丝的二端经过第一锁具121和第二锁具122固定第一托板141、第二托板142、第一w型钢戴15、第二w型钢戴16和加固网21并闭于钢绞丝施加预紧力使得各零件不妨紧压在煤柱5上。

如图4所示在假如煤柱5变形前后b面的横截面积保护不变的前提下每根钢绞线17需施加的预紧力f可由下式给出:

式中:f为每根钢绞线17施加的预紧力(n);h为煤柱5高度(m);e为煤柱5弹性模量(mpa);f为压裂后煤柱5接受的载荷(n);n为煤帮上每排钢绞线17的数目;l为煤柱5宽度(m);k为宁靖系数网址之家每根钢绞线17需施加的预紧力f可由下式给出:

式中:f为每根钢绞线17施加的预紧力(n);h为煤柱5高度(m);e为煤柱5弹性模量(mpa);f为压裂后煤柱5接受的载荷(n);n为煤帮上每排钢绞线17的数目;l为煤柱5宽度(m);k为宁靖系数取1.1~1.3。

在本实行例中如图5所示第一w型钢戴15和第二w型钢戴16接织安置简直地多个第一w型钢戴15平行且隔绝树立多个第二w型钢戴16树立在第一w型钢戴15的下方且多个第二w型钢戴16平行且隔绝树立第一w型钢戴15和第二w型钢戴16接织安置的办法不妨增大与煤柱5的交战面积且不妨充溢地表现恒阻大变形闭于拉锚索的完全加固本能。简直地第一w型钢戴15和第二w型钢戴16彼此笔直且锚杆18树立在第一w型钢戴15和第二w型钢戴16包围产生的地区内锚杆18与第一w型钢戴15录取二w型钢戴16不沉合树立。

其他加固网21树立在第二w型钢戴16的下方并被第二w型钢戴16压紧在煤柱5的煤帮表面共样能普及恒阻大变形闭于拉锚索的加固本能。当围岩爆发渐渐大概刹时大变形损害时恒阻大变形闭于拉锚索不妨接收岩体变形能使围岩中的能量赢得开释。在恒阻大变形闭于拉锚索爆发构造变形阶段依然不妨保护恒定的处事阻力和宁静的变形量从而实行巷道围岩的宁静大大降矮冒顶、塌方、片帮、底臌等宁靖隐患。当煤柱5爆发变形时煤柱5促成第一恒阻器131和第二恒阻器132第一恒阻器131和第二恒阻器132沿钢绞线17爆发滑移从而接收煤柱5变形的形变能制止了因为煤柱5变形而爆发钢绞线17断裂、作废从而保护了煤柱5的宁静性。

在办法s102中如图6所示在上处事面1的输送巷3和下处事面2的回风巷4掘进的共时在上处事面1的输送巷3每隔30m向亚闭头层8钻取井下压裂钻孔10计划到井下巷道功课空间节制和亚闭头层8裂缝地位应位于煤层11的上方井下压裂钻孔10与程度目标的夹角取78~82°钻孔产生后登时进行高压注水压裂功课。平行煤柱5的目标每隔30m由地面22向主闭头层7挨地面压裂钻孔9地面压裂钻孔9位于煤层11上方钻孔与程度目标的夹角取82~86°钻孔产生后登时进行高压注水压裂功课地面压裂钻孔9的结尾与井下压裂钻孔10的结尾呈外错安置以用处将主闭头层7承担的岩层载荷灵验变化至采空区6。

在本实行例中地面压裂钻孔9和井下压裂钻孔10树立在煤柱5与待开拓的煤层11相邻一侧的上方开拓煤层11并产生采空区6的共时闭于地面压裂钻孔9和井下压裂钻孔10进行压裂功课。在进行压裂功课的时间不妨最大极限地将采空区6上方产生的悬顶构造进行损害缩小煤柱5的载荷从而达到杰出的卸压效验。如图3图示的y展现从内至外的目标多个地面压裂钻孔9和多个井下压裂钻孔10沿y目标隔绝树立从而保护不妨尽大概多地在将悬顶构造进行损害。

在煤柱5煤帮表面安置锚杆18不妨用于节制煤柱5在掘进初期时的变形并经过在煤柱5上安置加固构造从而普及煤柱5的宁静性在掘进的共时闭于主闭头层7和亚闭头层8进行压裂功课亚闭头层8的压裂有帮于损害采空区6侧煤柱5上方的悬顶构造压裂后的亚闭头层8到处事面推从而垮降不妨缩小因亚闭头层8在掘进过程中回转疏通形成的煤柱5动载损害从而普及煤柱5的宁静性;因为主闭头层7控制着其上至地面22十脚岩层的疏通压裂主闭头层7有帮于将时势部的载荷灵验变化至采空区6减小煤柱5所需接受的固态载荷。如图6所示当煤柱5右侧的实体煤地区掘空后产生采空区6因为经过闭于亚闭头层8和主闭头层7进行压裂功课亚闭头层8和主闭头层7垮降主闭头层7的起码局部垮降至采空区6从而损害采空区6侧煤柱5上方的悬顶构造。本办法经过闭于煤柱5安置加固构造普及煤柱5自己强度且经过在掘进时压裂主闭头层7和亚闭头层8缩小煤柱5的载荷网址之家缩小煤柱5的载荷从而不妨普及煤柱5的宁静性普及功课宁靖。

以上所述的仅是本请求的本理和较好的实行例。该当指出闭于于本范围的普遍本领人员来说在本请求本理的前提上还不妨干出若搞其他变型也应视为本请求的保护范畴。

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