CN102191941B - 用于急倾斜特厚煤层的支护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的支护方法包括以下步骤：在距离开采原点的预定长度内进行端头支护；在所述预定长度之外的待检测煤层上，利用松动圈测试仪或钻孔窥视仪检测煤层的松动间隙；当煤层的松动间隙大于预定间隙值时，对该位置的煤层进行增强支护；沿采煤方向推进预定间隔，再继续检测煤层的松动间隙，直至全部支护工作结束。本发明提供的支护方法能够有效地发现煤层中的裂隙，了解煤层的松动状况，根据松动状况对煤层进行支护，从而能够及时地保证煤矿采煤工作面的开采安全。

Description

用于急倾斜特厚煤层的支护方法

技术领域

本发明涉及一种煤层支护方法，尤其涉及一种用于急倾斜特厚煤层的支护方法。

背景技术

在煤矿开采中，急倾斜煤层是指煤层倾斜角度大于45度的煤层。急倾斜煤层的厚度不等，小于或等于1.3米的煤层为薄煤层，大于1.3m且小于等于3.5m的煤层为中厚煤层，大于3.5米且小于8.0米的煤层为厚煤层，8m以上的煤层为特厚煤层。

对于如此厚的煤层，因为无法获知顶板的强度如何、何时垮落，因此给煤炭开采带来了极大的安全隐患。

在原有的采煤工艺中，施工工序的安排是：工作面停止采煤生产；从采煤原点起，在煤层上打孔，例如采用岩石电钻打孔；在所述孔中装填炸药，例如采用炮棍装填乳化炸药；封住所述装填有炸药的孔；然后实施爆破，爆破后工作面恢复采煤、放煤。

可以看出，现有采煤技术存在以下问题：一、在爆破时，由于采煤原点处煤层的超前支承力非常大，因此很容易发生采煤起始点的坍塌，从而造成严重的生产事故。二、在爆破之前，由于没有对煤壁的状况进行检测，因此无法获知煤壁是否存在疏松的情况，从而难以确保采煤过程的安全。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种能够安全地对急倾斜特厚煤层进行支护的方法。

所述急倾斜特厚煤层的煤层倾斜角度大于45度、煤层厚度大于或等于6米。本发明提供的支护方法包括以下步骤：a.在距离开采原点的预定长度的巷道内进行端头支护；b.在所述预定长度之外的待检测煤层上，利用松动圈测试仪或钻孔窥视仪检测煤层的松动间隙；c.当煤层的松动间隙大于预定间隙值时，对该位置的煤层进行增强支护；d.沿采煤方向推进预定间隔，返回步骤b，直至全部支护工作结束。

优选地，所述预定长度为10-12米。

优选地，所述预定间隙值为2-4米。

优选地，预定间隔为3-8米。

优选地，预定间隔为5米。

优选地，步骤b为：在所述预定距离之外设定点的煤层，利用松动圈测试仪或钻孔窥视仪在此处煤层的多个检测点上检测松动间隙。

优选地，步骤b为：在所述预定距离之外设定点的煤层，利用松动圈测试仪和钻孔窥视仪检测煤层的松动间隙。

相对于现有技术，由于采用了松动圈测试仪来检测煤层的松动状况，本发明提供的支护方法能够有效地发现煤层中的裂隙，了解煤层的松动状况，根据松动状况对煤层进行支护，从而能够及时地保证煤矿采煤工作面的开采安全。

附图说明

图1是本发明一种具体实施方式中的用于急倾斜特厚煤层的支护方法的流程图；

图2是本发明一种具体实施方式中顶部煤层支承压力分布与变化规律示意图。

具体实施方式

在煤矿开采中，急倾斜煤层是指煤层倾斜角度大于45度的煤层。急倾斜煤层的厚度不等，小于或等于1.3米的煤层为薄煤层，大于1.3m且小于等于3.5m的煤层为中厚煤层，大于3.5米且小于8.0米的煤层为厚煤层，8m以上的煤层为特厚煤层。本发明针对的是急倾斜特厚煤层。

图1是本发明一种具体实施方式中用于急倾斜特厚煤层的支护方法的流程图。如图1所示，所述支护方法包括以下步骤：

步骤101，在距离开采原点的预定长度内进行端头支护。优选地，所述预定长度为10-12米。图2所示的是在一个优选实施例的开采过程中的顶部煤层的超前支承压力分布与变化规律示意图。通过实验检测和数值模拟，可以得出：从采煤的原点开始，0～10.0米范围内的超前支承压力显现剧烈，峰值达到3.0MPa左右。而在10～50米范围内，工作面煤体的超前支承压力在0.2～0.5MPa的范围内保持基本平稳，因此，在本优选实施方式中，在距离开采原点0～10米的范围内需要利用端头支架进行加强支护，并且不得进行爆破。

步骤102，在所述预定长度之外的待检测煤层上，通过松动圈测试仪检测煤层的松动情况。具体地，首先，利用钻头等工具在待测的煤层工作面上钻出探测孔，在孔中注入水，将松动圈测试仪的探测头置入探测孔中并发射探测声波，探测声波通过探测孔中的水传播并发生反射，反射回的声波返回探测头，当煤层中出现裂隙时，探测头接收到的返回声波会出现特定的波形变化，通过检测返回声波的波形，获得该检测地点的煤层的松动间隙值。所述松动间隙值的获取是读取所述松动圈测试仪的输出参数实现的，松动圈测试仪可以采用各种本领域技术人员所知的适宜型号的松动圈测试设备。

可替换地，在本发明的另一种具体实施方式中，可以采用钻孔窥视仪代替松动圈测试仪对煤层的松动情况进行探测。但更优选地，同时用松动圈测试仪和钻孔窥视仪对煤层进行检测，这有助于对煤层的内部结构获得更直观、清晰的检测结果。

在步骤103，判断煤层的松动间隙值是否大于预定间隙值。当煤层的松动间隙值大于预定间隙值时，在步骤104，对该位置的煤层进行支护。在对松动圈测试仪的探测头接收到的波形进行检测后，获得该检测位置的松动间隙值。将所述松动间隙值与预定间隙值进行比较，当煤层的松动间隙大于预定间隙值时，对该检测位置的煤层进行增强支护。增强支护可以在不减少现有支护装置的基础上增加中间支护装置的方式实现，即：现有支护装置为锚杆，支护方式是利用锚杆机在检测处的煤层上打锚杆，以对相应地点的煤层进行支护。在本发明的一种具体实施方式中，在保留锚杆的基础上，对于预定长度(例如10米)之外的工作面采用中间支护装置，例如采用中间支架进行支护。

优选地，所述预定间隙值为2-4米。例如：利用松动圈测试仪检测某处煤层，获得上工作面巷道煤层的松动间隙值为3.9m，则在超前预爆破之前，对煤层进行锚杆支护和增强支护，以免发生非对称载荷作用下高帮煤壁片帮与冒顶的问题。

在经过检测松动间隙值小于预定间隙值时或者完成支护后，沿采煤方向行进预定间隔，通过松动圈测试仪对推进后位置的煤层的松动情况进行检测，直至全部支护工作结束。在对一个检测点的煤层检测和/或支护完毕后，如果对该工作面需要继续进行检测，则在步骤105继续推进。推进的方向即采煤作业的行进方向，推进的距离根据实际工况确定，优选地，在急倾斜特厚煤层作业条件下，沿采煤方向推进的预定间隔为3-8米，更优选为5米。

在利用钻孔窥视仪对煤层的松动间隙值进行检测时，通过钻孔窥视仪的检测，判断煤层的松动间隙值。所述钻孔窥视仪采用内窥镜的原理，在使用钻孔窥视仪时，首先在要检测的煤层上钻孔，然后将钻孔窥视仪的窥镜探头伸入孔中，窥镜探头采集到的煤层内部的视频信号通过线缆传输到检测端。操作者通过目测或其他视频分析方法对煤层内部的视频信号进行分析，从而得出该处煤层的松动情况。钻孔窥视仪可以采用各种适宜型号的窥视设备。如果煤层的松动间隙值大于预定间隙值时，则对该位置的煤层进行增强支护。关于增强支护，如上所述，在此不再赘述。

当煤层的松动间隙值小于预定间隙值或已经对该位置的煤层进行支护后，则沿采煤方向行进预定的距离，以便对下一个检测点进行检测。所述检测点的分布可以根据具体的施工条件确定，也可以根据特定的距离设置，例如，可以间隔3-8米设置一个或多个检测点，优选地，间隔5米设置一个或多个检测点。

尽管本发明是通过上述的优选实施方式进行描述的，但是其实现形式并不局限于上述的实施方式。应该认识到：在不脱离本发明主旨的情况下，本领域技术人员可以对本发明做出不同的变化和修改。

Claims (7)

1.一种用于急倾斜特厚煤层的支护方法，所述急倾斜特厚煤层的煤层倾斜角度大于45度、煤层厚度大于8米，其特征在于，所述方法包括：

a.在距离开采原点的预定长度的巷道内进行端头支护；

b．在所述预定长度之外的待检测煤层上，利用松动圈测试仪或钻孔窥视仪检测煤层的松动间隙；

c.当煤层的松动间隙大于预定间隙值时，对该位置的煤层进行增强支护；

d.沿采煤方向推进预定间隔，返回步骤b，直至全部支护工作结束。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定长度为10-12米。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述预定间隙值为2-4米。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，预定间隔为3-8米。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，预定间隔为5米。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤b为：在所述预定长度之外设定点的煤层，利用松动圈测试仪或钻孔窥视仪在此处煤层的多个检测点上检测松动间隙。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤b为：在所述预定长度之外设定点的煤层，利用松动圈测试仪或钻孔窥视仪检测煤层的松动间隙。

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