CN109594985A - 一种采动覆岩水力割缝的岩层与地表移动分布控制方法 - Google Patents

一种采动覆岩水力割缝的岩层与地表移动分布控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109594985A
CN109594985A CN201811395236.4A CN201811395236A CN109594985A CN 109594985 A CN109594985 A CN 109594985A CN 201811395236 A CN201811395236 A CN 201811395236A CN 109594985 A CN109594985 A CN 109594985A
Authority
CN
China
Prior art keywords
slotted liner
hydraulic slotted
liner technique
earth
tunnel
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.)
Pending
Application number
CN201811395236.4A
Other languages
English (en)
Inventor
廉旭刚
蔡音飞
胡海峰
戴华阳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiyuan University of Technology
Original Assignee
Taiyuan University of Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiyuan University of Technology filed Critical Taiyuan University of Technology
Priority to CN201811395236.4A priority Critical patent/CN109594985A/zh
Publication of CN109594985A publication Critical patent/CN109594985A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C41/00—Methods of underground or surface mining; Layouts therefor
    • E21C41/16—Methods of underground mining; Layouts therefor
    • E21C41/18—Methods of underground mining; Layouts therefor for brown or hard coal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

本发明涉及采矿领域，特别涉及采矿对地表影响领域。一种采动覆岩水力割缝的岩层与地表移动分布控制方法，在煤层工作面巷道顶部上方进行水力割缝，水力割缝钻孔从空间上垂直于巷道，水力割缝钻孔与水平面在煤柱侧的夹角为αg，水力割缝钻孔从底面到巷道顶部的垂直距离为Hg；根据矿井地质报告中该区域岩层的钻孔柱状图，确定厚硬岩层的位置，从而确定水力割缝钻孔垂直高度的Hg；根据影响的距离即巷道与水力割缝钻孔交点到目标点的水平距离和地表影响等级确定水力割缝钻孔与水平面在煤柱侧的夹角αg=arccot（D/Hg）。本发明通过进行水力割缝从而确定影响区的影响等级和影响范围，可以实现对矿井地表的影响控制。

Description

一种采动覆岩水力割缝的岩层与地表移动分布控制方法
技术领域
本发明涉及采矿领域，特别涉及采矿对地表影响领域。
背景技术
在我国大多数煤矿采用垮落法来管理顶板，地下煤层开采引起覆岩移动与变形，并传递至地表形成下沉盆地，其影响范围较大，对沉陷区的地表建（构）筑物等造成了破坏。协调开采、条带开采、充填开采、离层注浆等方法多年来被用于控制与减缓地表沉陷，其基本思路是，通过减小或控制地下采空区或裂隙形成的空间，以达到减缓或改变岩层与地表移动变形与分布的目的。存在着充填成本高，工艺复杂的问题。按研究（关注）对象不同，沉陷控制可以分为岩层移动控制（覆岩破坏高度控制、底板破坏范围控制、采矿地压控制）和地表移动控制（地表下沉量或变形量控制、移动变形分布控制、移动变形速度控制），岩层移动控制一定程度上也是地表移动控制，两者目标不同，控制方法上既有差别又有密切联系。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：如何根据地表所欲达到的影响等级进行水力割缝钻孔，从而对地表影响进行控制。
本发明所采用的技术方案是：一种采动覆岩水力割缝的岩层与地表移动分布控制方法，在煤层工作面巷道顶部上方进行水力割缝，水力割缝钻孔从空间上垂直于巷道，水力割缝钻孔与水平面在煤柱侧的夹角为αg，水力割缝钻孔从底面到巷道顶部的垂直距离为Hg；根据矿井地质报告中该区域岩层的钻孔柱状图，确定厚硬岩层的位置，从而确定水力割缝钻孔垂直高度的Hg；根据影响的距离即巷道与水力割缝钻孔交点到目标点的水平距离和地表影响等级确定水力割缝钻孔与水平面在煤柱侧的夹角αg= arccot（D/Hg），其中， 70°≤αg≤90°，当影响等级A时，70°≤αg<75°，受保护地表有轻微影响，台阶明显，地表倾斜≤3mm/m,水平变形≤6mm/m，当影响等级B时，75°≤αg<80°时，受保护地表有轻微影响，台阶明显，地表倾斜≤20mm/m,水平变形≤10mm/m，当影响等级C时，80°≤αg<85°时，受保护地表有中度影响，台阶较为明显，地表倾斜≤40mm/m，水平变形≤20mm/m，当影响等级D时，85°≤αg<90°时，受保护地表有严重影响，台阶不明显，地表倾斜>40mm/m,水平变形>20mm/m。
水力割缝角度对地表下沉曲线分布控制。
如图2所示，现有技术：无水力割缝形成的下沉曲线，影响的范围较大。而采用水力割缝后，地表下沉形态发生明显变化，当αg=90°时，下沉集中控制在一个区域内，但边界处下沉仍然较大，当αg=80°，下沉集中控制区域增大，边界处下沉明显减小。αg=70°，下沉集中控制区最大，边界处下沉基本为0，不受采动影响。可见水力割缝的地表下沉曲线控制效果明显。
如图3和图4所示，与现有的无割缝技术相比，当αg=90°时，在厚硬岩层存在的情况下，其割断与否，地表下沉曲线分布截然不同，割断对地表集中控制下沉显著。如图4所示，不存在厚硬岩层，随着水力割缝高度的增加，地表下沉的集中控制效果更为显著。
本发明的有益效果是：本发明通过进行水力割缝从而确定影响区的影响等级和影响范围，可以实现对矿井地表的影响控制。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是无水力割缝形成的矿井地表下沉曲线图；
图3是存在厚硬岩层时采用本发明水力割缝形成的矿井地表下沉曲线图；
图4是不存在厚硬岩层时采用本发明水力割缝形成的矿井地表下沉曲线图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，巷道已经形成，Hg根据钻孔柱状图已经确定，根据地表影响等级，想确定地表轻微影响的距离D。
轻微影响的70°≤αg<75°，根据D=Hg×cotαg，可计算出距离D。有厚硬岩层，且Hg=200m，则D=53~73m。
实施例2
如图1所示，巷道已经形成，Hg根据钻孔柱状图已经确定，地表影响的距离D已知，想确定影响等级。
根据公式αg=arccot（D/Hg）可计算出水力压裂角度，并根据等级判断，有厚硬岩层。（1）若是厚硬岩层的位置Hg=200m，则 D=100m时，计算得到αg=63°，小于轻微影响的70°，因此按照70°进行水力割缝，受保护地表没有影响。（2）若是厚硬岩层的位置Hg=200m，则 D=20m，计算得到αg=84°，根据角度区间，可判断位于C级中度影响区。

Claims (1)

1.一种采动覆岩水力割缝的岩层与地表移动分布控制方法，其特征在于：在煤层工作面巷道顶部上方进行水力割缝，水力割缝钻孔从空间上垂直于巷道，水力割缝钻孔与水平面在煤柱侧的夹角为αg，水力割缝钻孔从底面到巷道顶部的垂直距离为Hg；根据矿井地质报告中该区域岩层的钻孔柱状图，确定厚硬岩层的位置，从而确定水力割缝钻孔垂直高度的Hg；根据影响的距离即巷道与水力割缝钻孔交点到目标点的水平距离和地表影响等级确定水力割缝钻孔与水平面在煤柱侧的夹角αg=arccot（D/Hg），其中， 70°≤αg≤90°，当影响等级A时，70°≤αg<75°，受保护地表有轻微影响，台阶明显，地表倾斜≤3mm/m,水平变形≤6mm/m，当影响等级B时，75°≤αg<80°时，受保护地表有轻微影响，台阶明显，地表倾斜≤20mm/m,水平变形≤10mm/m，当影响等级C时，80°≤αg<85°时，受保护地表有中度影响，台阶较为明显，地表倾斜≤40mm/m，水平变形≤20mm/m，当影响等级D时，85°≤αg<90°时，受保护地表有严重影响，台阶不明显，地表倾斜>40mm/m,水平变形>20mm/m。
CN201811395236.4A 2018-11-22 2018-11-22 一种采动覆岩水力割缝的岩层与地表移动分布控制方法 Pending CN109594985A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811395236.4A CN109594985A (zh) 2018-11-22 2018-11-22 一种采动覆岩水力割缝的岩层与地表移动分布控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811395236.4A CN109594985A (zh) 2018-11-22 2018-11-22 一种采动覆岩水力割缝的岩层与地表移动分布控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109594985A true CN109594985A (zh) 2019-04-09

Family

ID=65958854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811395236.4A Pending CN109594985A (zh) 2018-11-22 2018-11-22 一种采动覆岩水力割缝的岩层与地表移动分布控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109594985A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111255453A (zh) * 2020-03-10 2020-06-09 安徽理工大学 一种缩小地下采矿区地表沉陷范围的方法
CN111946344A (zh) * 2020-08-20 2020-11-17 山西汇和盛科技有限公司 一种长壁开采跨越结构移压保护沿空巷道、煤柱的方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3900226A (en) * 1973-02-26 1975-08-19 Shell Oil Co Hydraulic mining method
CN104389559A (zh) * 2014-09-30 2015-03-04 河南理工大学 一种防治厚煤层开采过程中瓦斯超限的方法及装置
CN106958446A (zh) * 2017-06-01 2017-07-18 湖南科技大学 一种急倾斜煤层开采的岩层移动及地表沉陷的控制方法
CN107816352A (zh) * 2017-10-16 2018-03-20 安徽理工大学 一种水力切割硬厚顶板卸压防冲的方法
CN107989613A (zh) * 2017-11-14 2018-05-04 太原理工大学 一种覆岩离层分区隔离注浆充填开采煤层全部回采方法
CN108343418A (zh) * 2018-03-08 2018-07-31 河南理工大学 从地表定向水压致裂预裂基岩控制采动影响范围的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3900226A (en) * 1973-02-26 1975-08-19 Shell Oil Co Hydraulic mining method
CN104389559A (zh) * 2014-09-30 2015-03-04 河南理工大学 一种防治厚煤层开采过程中瓦斯超限的方法及装置
CN106958446A (zh) * 2017-06-01 2017-07-18 湖南科技大学 一种急倾斜煤层开采的岩层移动及地表沉陷的控制方法
CN107816352A (zh) * 2017-10-16 2018-03-20 安徽理工大学 一种水力切割硬厚顶板卸压防冲的方法
CN107989613A (zh) * 2017-11-14 2018-05-04 太原理工大学 一种覆岩离层分区隔离注浆充填开采煤层全部回采方法
CN108343418A (zh) * 2018-03-08 2018-07-31 河南理工大学 从地表定向水压致裂预裂基岩控制采动影响范围的方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111255453A (zh) * 2020-03-10 2020-06-09 安徽理工大学 一种缩小地下采矿区地表沉陷范围的方法
CN111255453B (zh) * 2020-03-10 2021-10-01 安徽理工大学 一种缩小地下采矿区地表沉陷范围的方法
CN111946344A (zh) * 2020-08-20 2020-11-17 山西汇和盛科技有限公司 一种长壁开采跨越结构移压保护沿空巷道、煤柱的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111042791B (zh) 低透气煤层群井上下联合煤与煤层气共采方法
CN108343418B (zh) 从地表定向水压致裂预裂基岩控制采动影响范围的方法
CN112096380B (zh) 一种高强度开采岩层运移注浆控制及注浆量计算方法
CN113404535B (zh) 一种煤矿井上下水力压裂防治冲击地压的方法
CN107740707B (zh) 一种深部高承压水下厚煤层开采水害防治方法
CN104775816B (zh) 切眼侧局部压煤覆岩隔离注浆充填不迁村开采方法
CN104712358A (zh) 基于首采全岩卸压工作面沿空留巷的高瓦斯煤层群卸压共采方法
CN105626071A (zh) 一种缓倾斜薄矿体采矿方法
CN112879011B (zh) 一种含水层下坚硬覆岩预裂弱化控制导水裂缝带高度方法
CN108361011B (zh) 从井下巷道定向水力压裂控制采动影响范围的方法
CN110173264A (zh) 断顶与常规卸压防治坚硬顶板留巷冲击地压方法
AU2021106168A4 (en) High-gas Coal Seam Group Pressure Relief Mining Method Based on Gob-side Entry Retaining in the First Mining Whole Rock Pressure Relief Working Face
CN101021154A (zh) 一种薄基岩浅埋煤层长壁工作面保水开采方法
CN104074538A (zh) 一种初采工作面高抽巷瓦斯抽采方法
CN104481579A (zh) 采动区地面“l”型顶板水平井施工方法
CN102562087B (zh) 水钻跟进管棚施工方法
CN109630113B (zh) 采动覆岩水力割缝与离层注浆结合的地表沉陷控制方法
CN113700483A (zh) 一种地面钻井卸压的多煤层冲击矿压防治方法
CN109594985A (zh) 一种采动覆岩水力割缝的岩层与地表移动分布控制方法
CN110778317A (zh) 一种采动过程中垮落带内地面注浆充填钻孔结构施工方法
CN101737051A (zh) 一种盲矿体覆盖层形成方法
CN110359910B (zh) 煤矿铁路下厚煤层条带综放高位充填开采方法
CN109736876B (zh) 采动体涌出瓦斯顶板大直径定向长钻孔抽采方法
CN112780276A (zh) 一种注浆改造复合顶板的全闭合爆破卸压结构及自留巷方法
CA2896737C (en) Surface access borehole resource extraction method

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190409

RJ01 Rejection of invention patent application after publication