[發明專利]一種淺埋薄基巖煤層短壁連采技術適用條件的分類方法

無效

• 申請號: 200810080815.X
• 申請日: 2008-02-17
• 公開（公告）號: CN101509378A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 劉玉德;張東升;王旭鋒
• 申請（專利權）人: 劉玉德;張東升;王旭鋒
• 主分類號: E21C41/16
• 分類號: E21C41/16;E21C39/00;E21D20/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種淺埋薄基巖煤層短壁連采技術適用條件分類方法，尤其適用于淺埋薄基巖短壁連采工作面采硐的合理布置及安全高效回采工藝方式，屬于煤炭地下開采方法領域。

背景技術

連續采煤機短壁機械化開采是為了提高資源回收率，提高工作面安全性，改善工作面環境，實現工作面高產高效，解決開采深度較大、頂板中等穩定性條件下的煤層開采而發展起來的，是一種高效的短壁式采煤方法。其實質是從順槽掘支巷，形成回收區段，然后在支巷內用連續采煤機雙翼或單翼斜切進刀回收煤柱。其基本條件有：①一定的基巖厚度；②合理的護巷煤柱、支巷煤柱尺寸；③足夠的支架支承力；④相應的、合理的安全技術措施。然而，如何合理確定淺埋煤層基巖較薄區域的開采方法和工藝方式，一直是急需妥善解決的問題。實踐表明，在基巖較薄情況下采用長壁式開采體系增加了礦井生產的不安全因素。連續采煤機房柱式采煤法以其機動靈活、對煤厚適應性強等優點在一定條件下得到了成功應用，積累了不少可以借鑒的經驗，但在淺埋薄基巖煤層的開采應用中還沒有較為成熟的經驗，還未形成一種完善的、系統的短壁開采模式，并且在生產中也遇到了諸如在基巖厚度發生變化時如何選擇合理的采硐布置方式、采硐間煤柱尺寸等問題。因此，按照基巖厚度對淺埋煤層基巖較薄區域短壁連采技術適用條件實施分類是急待解決的一大問題。

發明內容

本發明的目的就是為了解決在基巖厚度較薄的條件下的短壁連采合理工藝方式問題，提出了一種連采工作面在不同基巖厚度時應采用的合理開采方法。

本發明的淺埋薄基巖煤層短壁連采技術適用條件分類方法，具體包括以下內容：

a.根據煤層地質條件，選取老頂關鍵層破斷距作為分類的綜合指標及①上覆巖層巖石單軸抗壓強度(σ_c)；②基巖厚度(H_b)；③基載比(J_z)；④工作面采動影響指數(D)；⑤巖體完整性指數(I)為分類指標；

b.以典型短壁連采工作面為樣本，通過模糊聚類方法，得到以基巖厚度為主要指標的淺埋薄基巖煤層短壁連采技術適用條件的分類中心；

c.對將開采煤層的具體條件按分類中心的指標進行分類并確定各分類合理的關鍵技術參數。

當基巖厚度不小于35m時，采高為5～6m，支巷煤柱寬度為15m，采硐間煤柱寬度為0.2～0.5m，按多硐連續式布置，雙翼進刀，支巷煤柱錨桿支護間排距為1000×1200mm，采硐寬度為6m，工作面長100m；當基巖厚度在25～35m之間時，采高為5～6m，支巷煤柱寬度為15m，采硐間煤柱寬度為0.2～0.5m，按多硐間隔式布置(10間5m)，雙翼進刀，支巷煤柱錨桿支護間排距為1000×1000mm，采硐寬度為6m，工作面長90m；當基巖厚度在15～25m之間時，采高為4～5m，支巷煤柱寬度為17m，采硐間煤柱寬度為0.5～1m，按多硐間隔式布置(5間5m)，雙翼進刀，支巷煤柱錨桿支護間排距為800×1000mm，采硐寬度為5.5m，工作面長80m;當基巖厚度在10～15m之間時，采高為4～5m，支巷煤柱寬度為17m，采硐間煤柱寬度為1～1.5m，按多硐間隔式布置(5間10m)，單翼進刀，支巷煤柱錨桿支護間排距為700×800mm，采硐寬度為5m，工作面長70m；當基巖厚度不大于10m時，采高為4m，支巷煤柱寬度為20m，采硐間煤柱寬度為4m，按單一采硐式布置，單翼進刀，支巷煤柱錨桿支護間排距為700×700mm，采硐寬度為5m，工作面長60m。

采用上述分類方法，煤炭資源回收率高，安全性強。

附圖說明

圖1：短壁連采工作面巷道系統；

圖2：短壁采硐布置方式(a-單一采硐式b-多硐間隔式c-多硐連續式)；

圖中符號說明如下：

1-主巷??2-支巷??3-聯絡巷??4-采硐??5-煤柱

具體實施方式

本發明的淺埋薄基巖煤層短壁開采技術適用條件分類方法，根據煤層地質條件及覆巖物理力學參數，具體進行下列步驟：

1.確定分類指標

對淺埋煤層而言，關鍵層是防止“潰水潰沙”的、對其上覆巖層的保護層，所以，在進行短壁連采分類中，選取老頂關鍵層破斷距作為分類的綜合指標，并選取以下5個分類指標：

①上覆巖層巖石單軸抗壓強度(σ_c)。以工作面范圍內巖層單軸抗壓強度的加權平均值而確定，用實驗室標準巖樣加壓法測取。實踐表明，上覆巖層的巖性對巖層移動有很大影響。

②基巖厚度(H_b)。煤層以上到松散層之間的巖層厚度，m。