CN111677553A - 一种深部沿空留巷合理切顶位置的确定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种深部沿空留巷合理切顶位置的确定方法，包括在采煤工作面前方预留巷道中布置监测点，在采空区预留巷道侧按照一定距离布置若干压力传感器，进行数据采集，得到了采空区靠近预留巷道顶板的应力分布规律，确定了合理的切顶位置，并在采空区靠近预留巷道顶板布置锚索。本发明能够提高沿空留巷支护的安全性，通过应力升高区打切顶眼以及在预留巷道沿空侧布置锚索的协同作用，可最大限度的发挥沿空留巷的覆岩作用，降低了巷旁支护体的受力，有效控制了围岩变形破坏，降低成本，促进了煤炭安全高效生产。
Description
技术领域
本发明涉及采矿工程领域工作面开采的技术问题，具体涉及一种深部沿空留巷合理切顶位置的确定方法。
背景技术
沿空留巷是指把上一个区段的顺槽重新支护留给下一个区段使用，随着煤炭开采技术的发展，为了提高煤炭回采率，现在大部分矿井首推使用无煤柱开采，既缓和了采掘关系，又延长了矿井寿命。受采场上部覆岩运动规律影响，沿空留巷围岩中存在应力降低区以及应力升高区，但由于对深部沿空留巷支护的力学原理与支护对策缺乏系统的认识，在支护实践中往往盲目性较大。目前，大多数巷道仍采用自由垮落、任意切顶的巷旁支护，不能适应沿空留巷围岩结构的稳定性，导致巷道破坏失稳频繁发生，且浪费大量的人力物力。因此，控制基本顶断裂位置，把应力升高区转移到采空区，沿空留巷布置在应力降低区，有利于控制围岩变形破坏，降低成本，促进了煤炭安全高效生产。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种深部沿空留巷合理切顶位置的确定方法，可有效控制深部沿空留巷巷道围岩变形破坏。
为了实现上述目的，本发明采用如下步骤：
步骤一、建立检测系统
在采煤工作面前方预留巷道中布置监测点，在采煤工作面预留巷道侧按照一定距离布置多个压力传感器，压力传感器的数据传导线从预留巷道中接入数据采集和处理设备；
步骤二、监测预留巷道侧采空区顶板应力分布
随着采煤工作面的推进，工作面距压力传感器一定距离后，形成一定悬顶面积，此时受上覆岩层运动的影响，顶板所受到的压力传递给压力传感器，可检测到采空区靠近预留巷道顶板的应力分布情况，并对监测点得到的数据进行分析比较，得到了采空区靠近预留巷道顶板的应力分布曲线图；
步骤三、确定沿空留巷的采空区切顶位置
根据步骤二中分析对比得到的采空区靠近预留巷道顶板的应力分布曲线图，分析应力降低区、应力升高区的范围，确定在采空区侧应力升高区进行切顶卸压，使巷道围岩变形得到有效控制。
进一步，作为优选，压力传感器布置在工作面推进后的采空区，并紧随工作面布置。
进一步，作为优选，压力传感器布置在采空区靠近预留巷道侧，大约10m。
进一步，作为优选，在传感器上加护罩。
进一步，作为优选，选择耐压力较高的压力传感器。
进一步，作为优选，安置一个电压稳定器，防止压力传感器烧坏，不能得出准确的应力分布。
本发明的有益效果在于，本发明与现有技术相比，本发明通过在采煤工作面前方预留巷道中布置监测点，在采煤工作面预留巷道侧按照一定距离布置若干压力传感器，检测到可采空区靠近预留巷道顶板的应力分布情况，可将采空区的切顶位置布置在靠近沿空留巷侧应力升高区，减小应力集中区域，达到卸压效果，同时，对沿空留巷以外采空区侧未切顶位置，布置一定数量锚杆支护，可减轻巷旁支护压力，最大限度的发挥沿空留巷上部围岩的自承能力，改善沿空留巷巷道变形破坏情况，显著提高沿空留巷支护的安全性。
附图说明
图1为本发明的深部沿空留巷合理切顶位置的确定方法的示意图；
图2为本发明的深部沿空留巷合理切顶位置的确定方法的采空区切顶断面图；
图3为本发明的深部沿空留巷合理切顶位置的确定方法的应力分布曲线图。
其中，1-压力传感器；2-监测点；3-巷旁支护体；4-预留巷道；5-锚索；6-切顶眼；7-直接顶；A-应力升高区；B-应力降低区。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对深部沿空留巷合理切顶位置的确定方法作进一步详细说明。
如图1～图3所示，在采煤工作面前方预留巷道4中布置监测点2，在采空区预留巷道4侧按照一定距离布置若干压力传感器1，连接监测点2与压力传感器1，并进行数据采集，通过对接收数据的处理分析，得到采空区预留巷道侧的应力分布情况，并对监测点2得到的数据进行分析比较，得到了采空区靠近预留巷道4顶板的应力分布曲线图；根据应力分布曲线图分析应力降低区B、应力升高区A的范围，然后在采空区靠近预留巷道4顶板布置锚索5，对应力升高区A区域直接顶7打切顶眼6进行切顶卸压，待顶板垮落压实，对预留巷道4采空区侧矸石进行锚网喷+W钢带+风筒布支护，形成巷旁支护体3，随着工作面的推进，依次循环布置压力传感器1检测。
本实施例中，为充分发挥巷道覆岩的作用，锚索长度不小于7m，且锚固段偏向于巷道侧，与顶板成20°；
本实施例中，采空区侧锚索排距为1200mm，沿空巷道宽度已确定，根据现场切顶位置可确定锚索打设数量；
本实施例中，根据现场情况，切顶眼大角度打入，切顶高度尽可能增大，能使顶板充分垮落。
本实施例中，布置压力传感器尽量减小间距，能更准确检测应力变化情况，与工作面距离，根据现场顶板情况而定；
本发明提供的一种深部沿空留巷合理切顶位置的确定方法，通过检测分析到的应分布情况，在应力集中区域布置切顶眼，并在预留巷道外侧采空区布置锚索，可有效发挥沿空留巷巷道上部围岩的自承作用，降低巷旁支护体的受力，有效改善了深部沿空留巷围岩变形破坏情况，提高了深部沿空留巷的支护效果。
以上描述了本发明的实施例，针对本领域的普通技术人员施工过程中，对本发明的修改、替换和变型都在本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种深部沿空留巷合理切顶位置的确定方法，其特征在于，采用如下步骤：
步骤一、建立检测系统
在采煤工作面前方预留巷道中布置监测点，在采煤工作面预留巷道侧间隔布置多个压力传感器，压力传感器的数据传导线从预留巷道中接入数据采集和处理设备；
步骤二、监测预留巷道侧采空区顶板应力分布
随着采煤工作面的推进，工作面距压力传感器一定距离后，形成一定悬顶面积，此时受上覆岩层运动的影响，顶板所受到的压力传递给压力传感器，可检测到采空区靠近预留巷道顶板的应力分布情况，并对监测点得到的数据进行分析比较，得到了采空区靠近预留巷道顶板的应力分布曲线图；
步骤三、确定沿空留巷的采空区切顶位置
根据步骤二中分析对比得到的采空区靠近预留巷道顶板的应力分布曲线图，分析应力降低区、应力升高区的范围，确定在采空区侧应力升高区进行切顶卸压，使巷道围岩变形得到有效控制。
2.如权利要求1所述的深部沿空留巷合理切顶位置的确定方法，其特征在于，压力传感器布置在工作面推进后的采空区，并紧随工作面布置。
3.如权利要求2所述的深部沿空留巷合理切顶位置的确定方法，其特征在于，压力传感器布置在采空区靠近预留巷道侧，具体为10m。
4.如权利要求3所述的深部沿空留巷合理切顶位置的确定方法，其特征在于，在压力传感器上加防护罩。
5.如权利要求1所述的深部沿空留巷合理切顶位置的确定方法，其特征在于，选择耐压压力传感器。
6.如权利要求1所述的深部沿空留巷合理切顶位置的确定方法，其特征在于，检测系统还包括一个电压稳定器。
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