[发明专利]减缓冲沟下浅埋煤层长壁开采矿压显现的方法

说明书

技术领域

本发明属于矿业工程领域，具体涉及减缓冲沟下浅埋煤层长壁开采矿压显现的方法。

背景技术

随着我国西部大开发国策的不断实施，我国煤炭资源的开发重点已开始向西部转移。与西南煤田相比，西北煤田地表植被稀疏、水土保持能力较弱、地表水蚀严重、冲沟纵横，坡体产状变化大，地形支离破碎，相对高差有100余米，多为冲沟发育区。地表起伏对煤层开采产生的不利影响已被越来越多的理论研究和工程实践所证实。例如，内蒙古伊泰集团在老矿井煤柱回收过程中，多次出现不定期的煤柱突然失稳现象，造成大面积冒顶；在新矿井长壁工作面推进过程中，采场会突然来压，强度超过老顶初次来压，再推进一定距离后，又恢复常态，这些常规矿压理论无法解释的现象，都与工作面过地表冲沟有关。冲沟下浅埋煤层长壁开采时，针对支架压死、煤壁片帮严重等一系列矿压显现异常的现象，现有的技术措施存在安全性差、成本过高的问题，严重影响矿井的安全生产。

发明内容

为了解决冲沟下浅埋煤层长壁开采矿压显现异常的问题，本发明提出了减缓冲沟下浅埋煤层长壁开采矿压显现的方法，该方法便于实际操作，可以广泛适用于冲沟下煤炭资源的大规模安全开采。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：在冲沟发育区进行浅埋煤层长壁开采时，把地表冲沟发育情况作为一个重要影响因素考虑。依据开采影响角和覆岩破断角，将冲沟对开采的影响区域划分为无影响区、影响区和强烈影响区。在进行开采部署时，为减小或避免冲沟坡体活动对开采的影响，通过改变工作面停采线位置及调整工作面推进方向，避开冲沟开采(避沟开采)或沿着冲沟走向开采(沿沟开采)。避沟开采停采线位置的确定与沿沟开采工作面布置应依据以下原则：避沟开采时，工作面停采线位置应位于冲沟强烈影响区之外；沿沟开采时，工作面近沟一侧的边界位置应在覆岩高度大于裂隙带高度的区域之内。

本发明减缓冲沟下浅埋煤层长壁开采矿压显现方法的有益效果：

(1)可有效减缓冲沟下浅埋煤层长壁开采矿压显现异常造成的支架压死、煤壁片帮严重等影响，保障矿井的安全开采；

(2)弥补目前冲沟下浅埋煤层长壁开采方法的不足；

(3)该方法适用性强，易于实施，能最大限度提高煤炭资源的回收率。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步的说明：

附图是本发明减缓冲沟下浅埋煤层长壁开采矿压显现方法的示意图。

图中：1-避沟开采工作面停采位置，2-沿沟开采近沟侧工作面边界位置，3-冲沟坡顶，4-影响区和强烈影响区的分界线，I-无影响区，II-影响区，III-强烈影响区，δ-开采影响角，-覆岩破断角，h-位置2对应的裂隙带高度，H-位置2对应的覆岩高度。

具体实施方式

在进行开采部署时，为减小或避免冲沟坡体活动对开采的影响，通过改变工作面停采线位置及调整工作面推进方向，实现避沟开采或沿沟开采。

参照附图，避沟开采时，依据开采影响角(δ)、覆岩破断角将冲沟对开采的影响区域分为无影响区(I)、影响区(II)和强烈影响区(III)。开采影响角(δ)和覆岩破断角可以由各矿区的实测资料查阅得到。当冲沟坡顶(3)受到采动影响时，工作面所处的位置即无影响区(I)和影响区(II)的分界线；由冲沟坡顶(3)做覆岩破断角，对应的位置(4)即影响区(II)和强烈影响区(III)的分界线。工作面停采线位置(1)应位于冲沟强烈影响区(III)之外。沿沟开采时，工作面近沟一侧的边界位置(2)应在覆岩高度(H)大于裂隙带高度(h)的区域之内。覆岩高度(H)可以通过查阅矿区的钻孔资料获得。综合考虑冲沟坡体下浅埋煤层长壁开采时裂隙带发育的特征，结合UDEC数值计算结果、实验室物理模拟结果及冲沟发育矿区浅埋煤层长壁开采的现场实测数据(裂隙带高度为采高的10～14倍)，得到冲沟坡体下浅埋煤层长壁开采时裂隙带高度(h)的计算公式：h＝10.9M+10.62。

式中：h-裂隙带高度，m。

M-采高，m。