CN107862106B - 无煤柱沿空放顶成巷可行性判别方法 - Google Patents
无煤柱沿空放顶成巷可行性判别方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107862106B CN107862106B CN201710915279.XA CN201710915279A CN107862106B CN 107862106 B CN107862106 B CN 107862106B CN 201710915279 A CN201710915279 A CN 201710915279A CN 107862106 B CN107862106 B CN 107862106B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- caving
- lane
- along empty
- max
- coal column
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Devices Affording Protection Of Roads Or Walls For Sound Insulation (AREA)
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Abstract
本发明提出一种无煤柱沿空放顶成巷可行性判别方法,包括以下步骤:步骤一、确定直接顶厚度MZ和埋深W,计算巷道沿空侧悬顶距L;步骤二、计算直接顶垮落堆积形成的墙体高度H,计算放顶成巷最小允许墙体高度Hmin(Hmin1和Hmin2);步骤三、巷道沿空侧悬顶距L与给定的放顶成巷最大允许悬顶距Lmax进行比较,使满足L<Lmax,在L<Lmax的基础上,再将墙体高度H与放顶成巷最小允许墙体高度Hmin1、Hmin2进行比较,若H>max{Hmin1,Hmin2},则判定该工作面可以采用无煤柱沿空放顶成巷施工。本发明的有益效果:简单易行,便于工程人员施工前的判定,可准确判定无煤柱沿空放顶成巷施工是否满足施工条件,满足施工条件形成的巷道效果较好,符合下一工作面的回采要求。
Description
技术领域
本发明涉及无煤柱沿空放顶成巷技术领域,特别是涉及一种无煤柱沿空放顶成巷可行性判别方法。
背景技术
传统煤炭开采两工作面之间留设煤柱用以隔绝采空区及控制上覆岩层,该开采方式导致大量煤炭资源浪费,同时留设的煤柱在下层煤体内形成应力集中区,易引发冲击地压,煤与瓦斯突出等动力灾害。沿空留巷开采工艺有效解决了上述问题。现阶段采用的沿空留巷方式可以大致分为两类,即人工构筑巷旁体沿空留巷方式与无巷旁充填类沿空留巷方式,其中无巷旁充填类沿空留巷方式又可分为切顶卸压强制放顶留巷与沿空放顶成巷方式。
切顶卸压强制放顶是采取打眼放炮的形式,利用炮轰波切断采空区顶板与巷道顶板之间的联系。该留巷方式工序较复杂,工人施工劳动强度较大,现场组织协调较困难,同时由于采取放炮切顶方式,巷道顶板受到炮轰波振动作用,易产生离层,因而对施工工艺要求较高。
沿空放顶成巷方式是在直接顶厚度和强度及巷道高度满足特定组合条件的情况下,利用岩石的碎胀性,垮落后的直接顶碎涨堆积成墙体支撑上覆老顶岩层,形成稳定的“大结构”,同时采用锚杆,锚索将直接顶与老顶锚固成一整体,从而达到有效控制顶板的目的。该留巷方式成本低,工人劳动强度小,而且能够满足工作面快速回采的要求,特别适用于薄煤层矿井。但是放顶留巷对煤层顶板硬度及厚度条件要求较高,当顶板岩层较硬较厚时,顶板不易放落,往往导致采空区大面积悬顶,不能形成墙体。若直接顶较薄,虽然直接顶垮落较容易,但是垮落后形成的墙体高度较小,矸石墙体与老顶之间间距较大,巷道漏风严重,采空区存在煤炭自燃发火隐患,与此同时,由于顶板剧烈回转,极易引发冲击动力灾害。因此,该留巷方式并不是适合所有矿井。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无煤柱沿空放顶成巷可行性判别方法,解决目前无煤柱沿空放顶成巷缺少行之有效的判别方法的技术问题。
本发明提供一种无煤柱沿空放顶成巷可行性判别方法,包括以下步骤:
步骤一、确定直接顶厚度MZ和埋深W,计算巷道沿空侧悬顶距L,
其中,
σ为直接顶抗拉强度,MPa,
MZ为直接顶厚度,m,
ρ为直接顶密度,kg/m3,
g为重力加速度,m/s2;
W为埋深,m;
步骤二、计算直接顶垮落堆积形成的墙体高度H,
H=MZKA,
其中,
MZ为直接顶厚度,m,
KA为岩石碎涨系数,
计算放顶成巷最小允许墙体高度Hmin,Hmin包括Hmin1和Hmin2,
Hmin1=0.8(h+MZ),
其中,
h为釆高,m,
MZ为直接顶厚度,m,
Hmin2=a+0.4,
其中,
a为巷道高度,m;
步骤三、巷道沿空侧悬顶距L与给定的放顶成巷最大允许悬顶距Lmax进行比较,使满足L<Lmax,在L<Lmax的基础上,再将墙体高度H与放顶成巷最小允许墙体高度Hmin1、Hmin2进行比较,若H>max{Hmin1,Hmin2},则判定该工作面可以采用无煤柱沿空放顶成巷施工。
进一步的,步骤一中,根据地质柱状图确定直接顶厚度MZ和埋深W。
进一步的,步骤三中,给定的放顶成巷最大允许悬顶距Lmax选取为0.3m。
与现有技术相比,本发明的无煤柱沿空放顶成巷可行性判别方法具有以下特点和优点:
本发明的无煤柱沿空放顶成巷可行性判别方法,简单易行,便于工程人员施工前的判定,可准确判定无煤柱沿空放顶成巷施工是否满足施工条件,满足施工条件形成的巷道效果较好,符合下一工作面的回采要求。
结合附图阅读本发明的具体实施方式后,本发明的特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例无煤柱沿空放顶成巷施工示意图;
图2为本发明实施例无煤柱沿空放顶成巷效果示意图;
其中,1、老顶,2、直接顶,3、煤层,4、工字钢,5、锚索,6、单体液压支柱,7、巷道沿空侧。
具体实施方式
如图1、图2所示,以某煤矿12510工作面为例,12510工作面埋深W约为450m,煤层3的平均厚度为1.2m,釆高h为1.5m,留巷前巷道规格为3700mm×2400mm,直接顶2为砂质泥岩,平均厚度MZ为5m,抗拉强度σ为0.077MPa。为解决回采接续紧张问题,提高煤炭回采率,延长矿井服务年限,拟采用无煤柱沿空放顶成巷施工。无煤柱沿空放顶成巷施工通过直接顶2碎涨堆积成墙体支撑上覆老顶1,形成稳定的“大结构”。采用锚索5与工字钢4配合,将巷道处的直接顶2与老顶1锚固为一整体,以达到有效控制顶板的目的。同时,利用单体液压支柱6在靠近巷道沿空侧7辅助支撑。
本实施例提供一种无煤柱沿空放顶成巷可行性判别方法,对该工作面无煤柱沿空放顶成巷可行性进行判断,本实施例的无煤柱沿空放顶成巷可行性判别方法,包括以下步骤:
步骤一、根据地质柱状图确定直接顶2厚度MZ和埋深W,计算巷道沿空侧7悬顶距L,
其中,
σ为直接顶2抗拉强度,取0.077MPa,
MZ为直接顶2厚度,取5m,
ρ为直接顶2密度,取2500kg/m3,
g为重力加速度,取9.8m/s2;
W为埋深,取450m;
计算可得,L=0.24m。
步骤二、计算直接顶2垮落堆积形成的墙体高度H,
H=MZKA,
其中,
MZ为直接顶2厚度,取5m,
KA为岩石碎涨系数,取1.3,
计算可得,H=6.5m;
计算放顶成巷最小允许墙体高度Hmin,Hmin包括Hmin1和Hmin2,
Hmin1=0.8(h+MZ),
其中,
h为釆高,取1.5m,
MZ为直接顶2厚度,取5m,
计算可得,Hmin1=5.2m;
Hmin2=a+0.4,
其中,
a为巷道高度,取2.4m;
计算可得,Hmin2=2.8m。
max{Hmin1,Hmin2}=5.2m。
步骤三、巷道沿空侧7悬顶距L与给定的放顶成巷最大允许悬顶距Lmax进行比较,给定的放顶成巷最大允许悬顶距Lmax选取为0.3m,满足L<Lmax;
在L<Lmax的基础上,再将墙体高度H与放顶成巷最小允许墙体高度Hmin1、Hmin2进行比较,若H>max{Hmin1,Hmin2},则判定该工作面可以采用无煤柱沿空放顶成巷施工。
2016年10月至2017年7月该工作面采用无煤柱沿空放顶成巷施工工艺进行沿空放顶成巷施工,现场留巷效果较好,经矿压监测,所保留的巷道完全能够满足下一工作面回采要求。
当然,上述说明并非是对本发明的限制,本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种无煤柱沿空放顶成巷可行性判别方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、确定直接顶厚度MZ和埋深W,计算巷道沿空侧悬顶距L,
其中,
σ为直接顶抗拉强度,MPa,
MZ为直接顶厚度,m,
ρ为直接顶密度,kg/m3,
g为重力加速度,m/s2;
W为埋深,m;
步骤二、计算直接顶垮落堆积形成的墙体高度H,
H=MZKA,
其中,
MZ为直接顶厚度,m,
KA为岩石碎涨系数,
计算放顶成巷最小允许墙体高度Hmin,Hmin包括Hmin1和Hmin2,
Hmin1=0.8(h+MZ),
其中,
h为釆高,m,
MZ为直接顶厚度,m,
Hmin2=a+0.4,
其中,
a为巷道高度,m;
步骤三、巷道沿空侧悬顶距L与给定的放顶成巷最大允许悬顶距Lmax进行比较,使满足L<Lmax,在L<Lmax的基础上,再将墙体高度H与放顶成巷最小允许墙体高度Hmin1、Hmin2进行比较,若H>max{Hmin1,Hmin2},则判定工作面可以采用无煤柱沿空放顶成巷施工。
2.根据权利要求1所述的无煤柱沿空放顶成巷可行性判别方法,其特征在于:步骤一中,根据地质柱状图确定直接顶厚度MZ和埋深W。
3.根据权利要求1所述的无煤柱沿空放顶成巷可行性判别方法,其特征在于:步骤三中,给定的放顶成巷最大允许悬顶距Lmax选取为0.3m。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710915279.XA CN107862106B (zh) | 2017-09-30 | 2017-09-30 | 无煤柱沿空放顶成巷可行性判别方法 |
PCT/CN2018/095608 WO2019062283A1 (zh) | 2017-09-30 | 2018-07-13 | 无煤柱沿空放顶成巷可行性判别方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710915279.XA CN107862106B (zh) | 2017-09-30 | 2017-09-30 | 无煤柱沿空放顶成巷可行性判别方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107862106A CN107862106A (zh) | 2018-03-30 |
CN107862106B true CN107862106B (zh) | 2018-12-04 |
Family
ID=61698211
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710915279.XA Active CN107862106B (zh) | 2017-09-30 | 2017-09-30 | 无煤柱沿空放顶成巷可行性判别方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107862106B (zh) |
WO (1) | WO2019062283A1 (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107862106B (zh) * | 2017-09-30 | 2018-12-04 | 山东科技大学 | 无煤柱沿空放顶成巷可行性判别方法 |
CN108678769B (zh) * | 2018-05-16 | 2020-03-06 | 山东科技大学 | 深部回采巷道锚注切顶主控留巷方法 |
CN109236362B (zh) * | 2018-11-13 | 2020-06-23 | 辽宁工程技术大学 | 一种确定综放沿空留巷巷旁充填体支护参数的方法 |
CN110206542B (zh) * | 2019-04-16 | 2020-05-05 | 中国矿业大学(北京) | 适用于厚煤层综采放顶煤的无煤柱自成巷开采方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7934766B2 (en) * | 2004-04-16 | 2011-05-03 | Bae Systems Survivability Systems, Llc | Lethal threat protection system for a vehicle and method |
CN104850695A (zh) * | 2015-05-14 | 2015-08-19 | 辽宁工程技术大学 | 一种确定有效采空区放顶爆破方案的方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2756266A1 (en) * | 2011-10-26 | 2013-04-26 | Charles Michael Gryba | Undercut excavation method with continuous concrete floors |
CN102966354B (zh) * | 2012-11-09 | 2014-12-17 | 中国矿业大学(北京) | 一种厚煤层坚硬顶板长壁工作面无煤柱开采方法 |
CN103573287B (zh) * | 2013-11-14 | 2015-09-02 | 山东科技大学 | 沿空留巷巷旁柔强双层复合支护柔性材料厚度确定方法 |
CN104141506B (zh) * | 2014-07-15 | 2016-01-20 | 青岛本末岩控技术有限公司 | 一种强烈矿压显现综采放顶煤工作面的矿压控制方法 |
CN106437804B (zh) * | 2015-09-30 | 2018-04-17 | 北京中矿创新联盟能源环境科学研究院 | 一种无巷道无煤柱自留巷开采工法的超后支架及装备系统 |
CN106988744B (zh) * | 2017-04-05 | 2019-01-04 | 华北科技学院 | 一种巷旁“支护体-充填体”协调支护沿空留巷方法 |
CN107862106B (zh) * | 2017-09-30 | 2018-12-04 | 山东科技大学 | 无煤柱沿空放顶成巷可行性判别方法 |
-
2017
- 2017-09-30 CN CN201710915279.XA patent/CN107862106B/zh active Active
-
2018
- 2018-07-13 WO PCT/CN2018/095608 patent/WO2019062283A1/zh active Application Filing
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7934766B2 (en) * | 2004-04-16 | 2011-05-03 | Bae Systems Survivability Systems, Llc | Lethal threat protection system for a vehicle and method |
CN104850695A (zh) * | 2015-05-14 | 2015-08-19 | 辽宁工程技术大学 | 一种确定有效采空区放顶爆破方案的方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Feasibility Analysis of Gob-Side Entry Retaining in Steep Coal Seam;Deng Yuehua等;《2013 Fourth International Conference on Digital Manufacturing & Automation》;20140731;第608-611页 * |
凉水井煤矿沿空留巷可行性及参数数值模拟研究;司文等;《科技创新导报》;20141231;第25卷(第31期);第96-97页 * |
隆德煤矿沿空留巷技术应用可行性研究;孙万明等;《煤炭技术》;20160131;第35卷(第1期);第91-93页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107862106A (zh) | 2018-03-30 |
WO2019062283A1 (zh) | 2019-04-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107862106B (zh) | 无煤柱沿空放顶成巷可行性判别方法 | |
CN108894787B (zh) | 上覆采空区遗留矿柱应力集中的压裂解除方法 | |
CN108661643B (zh) | 一种采煤工作面末采回撤通道切顶卸压护巷方法 | |
US10989051B2 (en) | Multi-section non-pillar staggered protected roadway for deep inclined thick coal seam and method for coal pillar filling between sections | |
CN104612695B (zh) | 一种剧烈垮塌立井井壁修复加固方法 | |
CN110206542A (zh) | 适用于厚煤层综采放顶煤的无煤柱自成巷开采方法 | |
CN103470261B (zh) | 综采放顶煤采空区原巷道顶板下沿空掘巷的方法 | |
CN101514637B (zh) | 一种瓦斯隧道防突综合措施执行系统 | |
CN103899329B (zh) | 一种大变形破碎围岩巷道的治理方法 | |
CN109736827B (zh) | 城市地铁硬岩地层联络通道高压气体膨胀致裂开挖的方法 | |
CN103557000B (zh) | 利用抽帮充填防治沿空巷道冲击地压的方法 | |
CN101713290A (zh) | 煤矿深部全煤巷道冲击地压解危方法 | |
CN108643907A (zh) | 一种破碎直接顶沿空放顶成巷无煤柱开采方法 | |
CN103821558A (zh) | 煤矿采空区充填采矿系统及沿空留巷充填工艺 | |
CN106285738A (zh) | 一种用于深部巷道的“钢混‑液压”巷旁支护装置及支护方法 | |
CN104329113B (zh) | 一种地面钻孔松动爆破煤层底板卸压抽采瓦斯的方法 | |
CN103104259A (zh) | 倾斜破碎矿体分段顶板再造中深孔落矿充填采矿法 | |
CN104847355A (zh) | 中厚急倾斜矿体空场连续开采方法 | |
AU2021355609B2 (en) | Method for mining by filling and caving | |
CN102587915A (zh) | 人工假顶下诱导崩落采矿方法 | |
CN112832802B (zh) | 一种针对非对称压力的大底板块支护结构及支护方法 | |
CN104453944A (zh) | 一种防止煤柱冲击的护巷方法 | |
CN105804748A (zh) | 一种露天运输系统下分区开采挂帮矿的方法 | |
CN107881995A (zh) | 不良地质条件下地下厂房岩壁吊车梁开挖施工方法 | |
CN112922598A (zh) | 一种通过切顶卸压减小沿空掘巷顶板压力的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |