CN110029994A - 一种近距离煤层对采对掘采动应力控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种近距离煤层对采对掘情况下巷道围岩变形控制方法,近距离煤层对采对掘采动应力控制方法领域使用。包括三类情况对应的采动应力控制方法:本煤层对采对掘时采动应力控制方法、相邻煤层下采上掘时采动应力控制方法、相邻煤层上采下掘时采动应力控制方法。有效解决采动影响下巷道大变形、巷道支护效率低和支护成本高的技术问题。可见巷道大变形现象减少了70%,并提高支护效率20%,与先有技术相比支护成本降低为六成。
Description
技术领域
本发明涉及一种采动应力控制方法,尤其适用于近距离煤层对采对掘采动应力控制方法领域使用的一种近距离煤层对采对掘采动应力控制方法。
背景技术
在井下开采过程中,工作面与巷道间的对采对掘现象是十分常见的,一般条件下,工作面的回采仅会对相邻工作面对掘巷道产生一定影响,但在近距离煤层开采条件下,由于煤层的层间距较小,工作面回采也会对相邻煤层对掘巷道产生影响,由于采动应力影响,巷道的掘进与维护都受到了极大的影响,尤其是两面在空间上相叠前后,采动应力与掘进面扰动应力叠加,巷道变形尤为严重,支护困难。在高应力、强扰动情况下传统巷道支护形式也难以满足该类巷道的支护要求。相关学者对该类巷道的支护技术进行研究,形成了一系列的支护体系,但仍然存在以下几点问题:
①巷道变形大,围岩破碎,造成锚杆锚固效果差、易脱锚失效②金属网易形成“网兜”,甚至被撕裂,完全起不到较好的护表效果③传统的棚式支护在强烈动压作用下变形严重,甚至被折断④巷道返修率高,维持时间短,经多次返修造成材料的浪费,支护成本较高⑤对于对采对掘回采巷道支护问题,在以前的研究中仅涉及到本煤层对采对掘,对于相邻煤层对采对掘的巷道维护问题并未涉及,比如在“对采对掘巷道时空效应与控制技术研究”,“对采对掘巷道围岩稳定与分段控制技术研究”等相关文献中均仅有本煤层对采对掘回采巷道围岩控制研究,缺乏对相邻煤层对采对掘回采巷道围岩控制研究。
发明内容
针对上述技术问题,提供一种近距离煤层对采对掘采动应力控制方法,根据近距离煤层三种不同的对采对掘情况,采用先暂停掘进或者工作面回采的方式减缓采掘相互影响,再通过加强支护的方式以控制巷道的大变形,步骤简单,使用效果好的近距离煤层对采对掘采动应力控制方法。
为实现上述技术目的,本发明的近距离煤层对采对掘采动应力控制方法,包括三类情况对应的采动应力控制方法,本煤层对采对掘时采动应力控制方法、相邻煤层下采上掘时采动应力控制方法、相邻煤层上采下掘时采动应力控制方法,具体步骤为:
1)本煤层对采对掘时采动应力控制方法:随巷道掘进同步采取相应支护措施,在本煤层回采巷道布置本煤层回采巷道掘进面并开始掘进,相邻工作面同时开始回采,当本煤层回采巷道掘进面与相邻工作面相遇时,即工作面与掘进面间距为0m时,此时停止本煤层回采巷道掘进面的掘进,继续相邻工作面的开采,待相邻工作面远离本煤层回采巷道掘进面推进超过100m后继续本煤层回采巷道掘进面的掘进;
2)相邻煤层下采上掘时采动应力控制方法:当相邻煤层间相叠或相错(错距小于10m)开采时,随巷道掘进同步采取相应支护措施,在上煤层工作面回采巷道布置上煤层回采巷道掘进面并开始掘进,下煤层工作面同时开始回采,开采过程中随时测量上煤层回采巷道掘进面与下煤层工作面之间的工作面与掘进面间距,当工作面与掘进面间距达到15m时,停止掘进上煤层工作面的回采巷道,继续下煤层工作面的回采,待下煤层工作面推进远离上煤层回采巷道掘进面超过70m后继续掘进;
3)相邻煤层上采下掘时采动应力控制方法:当相邻煤层间相叠或相错(错距小于10m)开采时,随巷道掘进同步采取相应支护措施,当下煤层工作面的回采巷道布置下煤层回采巷道掘进面开始掘进时,同时上煤层工作面开始回采,开采过程中随时测量上煤层工作面与下煤层回采巷道掘进面之间的工作面与掘进面间距,当工作面与掘进面间距达到30m时,停止掘进下煤层工作面的回采巷道,待上煤层工作面远离下煤层回采巷道掘进面超过50m后继续掘进。
本煤层对采对掘时采动应力控制方法时随巷道掘进同步采取相应支护措施为:使用锚杆和锚索配合钢丝网进行支护,其中钢丝网覆盖巷道的顶板与两帮,用以加强支护和防治两帮煤壁片帮;支护随巷道掘进同步进行,锚杆为麻花式树脂锚杆,Φ20×2000mm,锚杆间距L1与排距都为900mm,每排5根,中部三根垂直打入,两侧两根与垂直方向夹角为15°打入;锚索3长度6.3m,锚索3排距为10m,垂直打入顶板中点;煤柱侧巷帮采用3根锚杆支护,此处锚杆选用麻花式树脂锚杆,Φ20×2000mm,麻花式树脂锚杆间距H2与排距都为900mm,垂直打入煤柱侧巷帮;实体煤侧采用2根锚杆支护,此处锚杆选用玻璃钢锚杆,Φ16×2000mm,间距H1为1200mm,排距900mm,垂直打入实体煤;左右两帮锚杆的最小离顶距为20cm;树脂锚固剂为MSCK2350,Φ23mm×500mm,对于顶板,每根锚杆使用2根,每根锚索使用4根,对于两帮的每根锚杆使用1根。
相邻煤层下采上掘时采动应力控制方法时使用的随巷道掘进同步采取相应支护措施:使用锚杆和锚索配合钢丝网进行支护,其中钢丝网覆盖巷道的顶板与两帮,用以加强支护和防治两帮煤壁片帮;支护随巷道掘进同步进行,锚杆为麻花式树脂锚杆,Φ20×2000mm,锚杆间距L2与排距都为900mm,每排5根,中部三根垂直打入,两侧两根与垂直方向夹角为15°打入;锚索3长度6.3m,锚索3排距为10m,垂直打入顶板中点;巷道两帮各采用3根锚杆进行支护,此处锚杆选用麻花式树脂锚杆,Φ20×2000mm,锚杆间距H3与排距都为900mm,分别垂直打入两帮;左右两帮锚杆的最小离顶距为20cm;树脂锚固剂为MSCK2350,Φ23mm×500mm,对于顶板,每根锚杆使用2根,每根锚索使用4根,对于两帮的每根锚杆使用1根。
相邻煤层上采下掘时采动应力控制方法的时使用的随巷道掘进同步采取相应支护措施为:使用锚杆和锚索配合钢丝网进行支护,其中钢丝网覆盖巷道的顶板与两帮,用以加强支护和防治两帮煤壁片帮;支护随巷道掘进同步进行,锚杆为麻花式树脂锚杆,Φ20×2000mm,锚杆间距L3与排距都为900mm,每排5根,中部三根垂直打入,两侧两根与垂直方向夹角为15°打入;锚索3长度6.3m,锚索3排距为10m,垂直打入顶板中点;巷道两帮各采用3根锚杆支护,此处使用的锚杆为麻花式树脂锚杆,Φ20×2000mm,锚杆间距H3与排距都为900mm,垂直打入;左右两帮锚杆的最小离顶距设计为20cm;树脂锚固剂为MSCK2350,Φ23mm×500mm,对于顶板,每根锚杆使用2根,每根锚索使用4根,对于两帮的每根锚杆使用1根。
有益效果:
本发明除了提出了本煤层对采对掘回采巷道围岩控制方法外,也创新性的提出了相邻煤层对采对掘巷道围岩控制方法,即相邻煤层下采上掘回采巷道围岩控制方法与相邻煤层上采下掘回采巷道围岩控制方法,填补了相邻煤层对采对掘巷道围岩控制技术空缺,再者,本发明也是对传统巷道支护方法的改进与创新,根据现场实际应用,巷道大变形现象减少了70%,支护效率提升了20%,支护成本仅为原来的六成。
附图说明
图1为本发明中本煤层对采对掘示意图
图2为本发明中下采上掘对采对掘示意图
图3为本发明中上采下掘对采对掘示意图
图4为本发明中本煤层对采对掘巷道支护示意图
图5为本发明中下采上掘对采对掘巷道支护示意图
图6为本发明中上采下掘对采对掘巷道支护示意图
图中:1-麻花式树脂锚杆;2-玻璃钢锚杆;3-锚索;4-钢丝网;5-工作面与掘进面间距;6-本煤层回采巷道掘进面;7-相邻工作面;8-煤柱;9-下煤层工作面;10-上煤层回采巷道掘进面;11-上煤层工作面;12-下煤层回采巷道掘进面。
具体实施方式
下面结合附图和具体的工程背景,对本发明的一种近距离煤层对采对掘采动应力控制方法进行详细描述。
本发明涉及近距离煤层开采方法,且相邻煤层之间的间距一般小于25m,在相同煤层相邻同采和相邻煤层间相叠或相错(错距小于10m)开采时,其回采巷道在对采对掘期间会受到来自本巷道掘进面,工作面,采空区等的多重动压影响,且由于回采巷道与工作面,采空区空间位置不同,其影响程度存在差异,在此共分为了三类情况:
本煤层对采对掘时采动应力控制方法、相邻煤层下采上掘时采动应力控制方法、相邻煤层上采下掘时采动应力控制方法,具体步骤为:
1)本煤层对采对掘时采动应力控制方法:随巷道掘进同步采取相应支护措施,在本煤层回采巷道布置本煤层回采巷道掘进面6并开始掘进,相邻工作面7同时开始回采,当本煤层回采巷道掘进面6与相邻工作面7相遇时,即工作面与掘进面间距5为0m时,此时停止本煤层回采巷道掘进面6的掘进,继续相邻工作面7的开采,待相邻工作面7远离本煤层回采巷道掘进面6推进超过100m后继续本煤层回采巷道掘进面6的掘进;
2)相邻煤层下采上掘时采动应力控制方法:当相邻煤层间相叠或相错错距小于10m开采时,随巷道掘进同步采取相应支护措施,在上煤层工作面回采巷道布置上煤层回采巷道掘进面10并开始掘进,下煤层工作面9同时开始回采,开采过程中随时测量上煤层回采巷道掘进面10与下煤层工作面9之间的工作面与掘进面间距5,当工作面与掘进面间距5达到15m时,停止掘进上煤层工作面11的回采巷道,继续下煤层工作面9的回采,待下煤层工作面9推进远离上煤层回采巷道掘进面10超过70m后继续掘进;
3)相邻煤层上采下掘时采动应力控制方法:当相邻煤层间相叠或相错错距小于10m开采时,随巷道掘进同步采取相应支护措施,当下煤层工作面11的回采巷道布置下煤层回采巷道掘进面12开始掘进时,同时上煤层工作面11开始回采,开采过程中随时测量上煤层工作面11与下煤层回采巷道掘进面12之间的工作面与掘进面间距5,当工作面与掘进面间距5达到30m时,停止掘进下煤层工作面的回采巷道,待上煤层工作面11远离下煤层回采巷道掘进面12超过50m后继续掘进。
实施例一,
如图1和图4所示,本煤层对采对掘时采动应力控制方法:当本煤层回采巷道掘进面6与相邻工作面7相遇时,即工作面与掘进面间距5为0m时,此时停止掘进,待工作面远离掘进面100m后继续巷道掘进,支护随巷道掘进同步进行,支护措施具体为:使用锚杆1和锚索3配合钢丝网4进行支护,其中钢丝网4覆盖巷道的顶板与两帮,用以加强支护和防治两帮煤壁片帮;支护随巷道掘进同步进行,锚杆1为麻花式树脂锚杆,Φ20×2000mm,锚杆1间距L1与排距都为900mm,每排5根,中部三根垂直打入,两侧两根与垂直方向夹角为15°打入;锚索3长度6.3m,锚索3排距为10m,垂直打入顶板中点;煤柱8的侧巷帮采用3根锚杆1支护,此处锚杆1选用麻花式树脂锚杆,Φ20×2000mm,麻花式树脂锚杆间距H2与排距都为900mm,垂直打入煤柱8的侧巷帮;实体煤侧采用2根锚杆1支护,此处锚杆1选用玻璃钢锚杆2,Φ16×2000mm,间距H1为1200mm,排距900mm,垂直打入实体煤;左右两帮锚杆1的最小离顶距为20cm;树脂锚固剂为MSCK2350,Φ23mm×500mm,对于顶板,每根锚杆1使用2根,每根锚索3使用4根,对于两帮的每根锚杆1使用1根。
实施例二,
如图2和图5所示,相邻煤层下采上掘时采动应力控制方法:相邻煤层间相叠或相错(错距小于10m)开采时;当工作面与掘进面间距5为15m时,停止掘进上煤层工作面的回采巷道,待下煤层工作面9远离上煤层回采巷道掘进面10为70m后继续掘进,支护随巷道掘进同步进行,支护措施具体为:使用锚杆1和锚索3配合钢丝网4进行支护,其中钢丝网4覆盖巷道的顶板与两帮,用以加强支护和防治两帮煤壁片帮;支护随巷道掘进同步进行,锚杆1为麻花式树脂锚杆,Φ20×2000mm,锚杆1间距L2与排距都为900mm,每排5根,中部三根垂直打入,两侧两根与垂直方向夹角为15°打入;锚索3长度6.3m,锚索3排距为10m,垂直打入顶板中点;巷道两帮各采用3根锚杆1进行支护,此处锚杆1选用麻花式树脂锚杆,Φ20×2000mm,锚杆间距H3与排距都为900mm,分别垂直打入两帮;左右两帮锚杆1的最小离顶距为20cm;树脂锚固剂为MSCK2350,Φ23mm×500mm,对于顶板,每根锚杆1使用2根,每根锚索3使用4根,对于两帮的每根锚杆1使用1根。
实施例二,
如图3和图6所示,相邻煤层上采下掘时采动应力控制方法,相邻煤层间相叠或相错(错距小于10m)开采时;当工作面与掘进面间距5为30m时,停止掘进下煤层工作面的回采巷道,待上煤层工作面11远离下煤层回采巷道掘进面12为50m后继续掘进,支护随巷道掘进同步进行,支护措施具体为:使用锚杆1和锚索3配合钢丝网4进行支护,其中钢丝网4覆盖巷道的顶板与两帮,用以加强支护和防治两帮煤壁片帮;支护随巷道掘进同步进行,锚杆1为麻花式树脂锚杆,Φ20×2000mm,锚杆1间距L3与排距都为900mm,每排5根,中部三根垂直打入,两侧两根与垂直方向夹角为15°打入;锚索3长度6.3m,锚索3排距为10m,垂直打入顶板中点;巷道两帮各采用3根锚杆1支护,此处使用的锚杆1为麻花式树脂锚杆,Φ20×2000mm,锚杆间距H3与排距都为900mm,垂直打入;左右两帮锚杆的最小离顶距设计为20cm;树脂锚固剂为MSCK2350,Φ23mm×500mm,对于顶板,每根锚杆1使用2根,每根锚索3使用4根,对于两帮的每根锚杆1使用1根。
Claims (4)
1.一种近距离煤层对采对掘采动应力控制方法,其特征在于,它包括三类情况对应的采动应力控制方法,本煤层对采对掘时采动应力控制方法、相邻煤层下采上掘时采动应力控制方法、相邻煤层上采下掘时采动应力控制方法,具体步骤为:
1)本煤层对采对掘时采动应力控制方法:随巷道掘进同步采取相应支护措施,在本煤层回采巷道布置本煤层回采巷道掘进面(6)并开始掘进,相邻工作面(7)同时开始回采,当本煤层回采巷道掘进面(6)与相邻工作面(7)相遇时,即工作面与掘进面间距(5)为0m时,此时停止本煤层回采巷道掘进面(6)的掘进,继续相邻工作面(7)的开采,待相邻工作面(7)远离本煤层回采巷道掘进面(6)推进超过100m后继续本煤层回采巷道掘进面(6)的掘进;
2)相邻煤层下采上掘时采动应力控制方法:当相邻煤层间相叠或相错(错距小于10m)开采时,随巷道掘进同步采取相应支护措施,在上煤层工作面回采巷道布置上煤层回采巷道掘进面(10)并开始掘进,下煤层工作面(9)同时开始回采,开采过程中随时测量上煤层回采巷道掘进面(10)与下煤层工作面(9)之间的工作面与掘进面间距(5),当工作面与掘进面间距(5)达到15m时,停止掘进上煤层工作面(11)的回采巷道,继续下煤层工作面(9)的回采,待下煤层工作面(9)推进远离上煤层回采巷道掘进面(10)超过70m后继续掘进;
3)相邻煤层上采下掘时采动应力控制方法:当相邻煤层间相叠或相错(错距小于10m)开采时,随巷道掘进同步采取相应支护措施,当下煤层工作面(11)的回采巷道布置下煤层回采巷道掘进面(12)开始掘进时,同时上煤层工作面(11)开始回采,开采过程中随时测量上煤层工作面(11)与下煤层回采巷道掘进面(12)之间的工作面与掘进面间距(5),当工作面与掘进面间距(5)达到30m时,停止掘进下煤层工作面的回采巷道,待上煤层工作面(11)远离下煤层回采巷道掘进面(12)超过50m后继续掘进。
2.根据权利1所述的近距离煤层对采对掘采动应力控制方法,其特征在于本煤层对采对掘时采动应力控制方法时随巷道掘进同步采取相应支护措施为:使用锚杆(1)和锚索(3)配合钢丝网(4)进行支护,其中钢丝网(4)覆盖巷道的顶板与两帮,用以加强支护和防治两帮煤壁片帮;支护随巷道掘进同步进行,锚杆(1)为麻花式树脂锚杆,Φ20×2000mm,锚杆(1)间距L1与排距都为900mm,每排5根,中部三根垂直打入,两侧两根与垂直方向夹角为15°打入;锚索3长度6.3m,锚索3排距为10m,垂直打入顶板中点;煤柱(8)的侧巷帮采用3根锚杆(1)支护,此处锚杆(1)选用麻花式树脂锚杆,Φ20×2000mm,麻花式树脂锚杆间距H2与排距都为900mm,垂直打入煤柱(8)的侧巷帮;实体煤侧采用2根锚杆(1)支护,此处锚杆(1)选用玻璃钢锚杆(2),Φ16×2000mm,间距H1为1200mm,排距900mm,垂直打入实体煤;左右两帮锚杆(1)的最小离顶距为20cm;树脂锚固剂为MSCK2350,Φ23mm×500mm,对于顶板,每根锚杆(1)使用2根,每根锚索(3)使用4根,对于两帮的每根锚杆(1)使用1根。
3.根据权利1所述的近距离煤层对采对掘采动应力控制方法,其特征在于相邻煤层下采上掘时采动应力控制方法时使用的随巷道掘进同步采取相应支护措施:使用锚杆(1)和锚索(3)配合钢丝网(4)进行支护,其中钢丝网(4)覆盖巷道的顶板与两帮,用以加强支护和防治两帮煤壁片帮;支护随巷道掘进同步进行,锚杆(1)为麻花式树脂锚杆,Φ20×2000mm,锚杆(1)间距L2与排距都为900mm,每排5根,中部三根垂直打入,两侧两根与垂直方向夹角为15°打入;锚索3长度6.3m,锚索3排距为10m,垂直打入顶板中点;巷道两帮各采用3根锚杆(1)进行支护,此处锚杆(1)选用麻花式树脂锚杆,Φ20×2000mm,锚杆间距H3与排距都为900mm,分别垂直打入两帮;左右两帮锚杆(1)的最小离顶距为20cm;树脂锚固剂为MSCK2350,Φ23mm×500mm,对于顶板,每根锚杆(1)使用2根,每根锚索(3)使用4根,对于两帮的每根锚杆(1)使用1根。
4.根据权利1所述的近距离煤层对采对掘采动应力控制方法,其特征在于相邻煤层上采下掘时采动应力控制方法的时使用的随巷道掘进同步采取相应支护措施为:使用锚杆(1)和锚索(3)配合钢丝网(4)进行支护,其中钢丝网(4)覆盖巷道的顶板与两帮,用以加强支护和防治两帮煤壁片帮;支护随巷道掘进同步进行,锚杆(1)为麻花式树脂锚杆,Φ20×2000mm,锚杆(1)间距L3与排距都为900mm,每排5根,中部三根垂直打入,两侧两根与垂直方向夹角为15°打入;锚索3长度6.3m,锚索3排距为10m,垂直打入顶板中点;巷道两帮各采用3根锚杆(1)支护,此处使用的锚杆(1)为麻花式树脂锚杆,Φ20×2000mm,锚杆间距H3与排距都为900mm,垂直打入;左右两帮锚杆的最小离顶距设计为20cm;树脂锚固剂为MSCK2350,Φ23mm×500mm,对于顶板,每根锚杆(1)使用2根,每根锚索(3)使用4根,对于两帮的每根锚杆(1)使用1根。
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