[發明專利]一種沿空掘巷窄煤柱合理寬度的確定方法

在審

• 申請號: 201410675658.2
• 申請日: 2014-11-24
• 公開（公告）號: CN104594899A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 王紅勝;雙海清;李樹剛;李安洪;李洪濤;鄭祥舉
• 申請（專利權）人: 山西潞安環保能源開發股份有限公司;西安科技大學
• 主分類號: E21C41/16
• 分類號: E21C41/16
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

1.一種沿空掘巷窄煤柱合理寬度的確定方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、理論計算確定窄煤柱寬度范圍：基于地質條件，采用理論計算公式得出窄煤柱寬度范圍；

S2、采用數值模擬軟件分析沿空掘巷窄煤柱合理寬度：通過工作面地質鉆孔柱狀圖，建立數值計算模型，根據步驟S1中理論計算結果，確定煤柱不同寬度留設方案，通過模擬工作面開挖，監測不同寬度煤柱條件下的巷道圍巖應力應變規律，通過對比分析確定窄煤柱合理寬度；

S3、現場實測采空區側基本頂斷裂線位置：在礦井已回采工作面的軌道順槽或膠帶順槽內，向采空區側上方巖層布置一定深度的不同角度的鉆孔，并采用鉆孔窺視儀探測頂板巖層斷裂情況，探測過程中要詳細記錄巖層裂隙分布特征，基于工作面鉆孔柱狀圖及巖層裂隙分布規律確定采空區側基本頂斷裂線的位置，進一步得出基本頂斷裂線位置距采空區邊界的距離；

S4、綜合理論計算結果、數值模擬分析結果、現場實測采空區側基本頂斷裂線位置確定窄煤柱合理寬度，確定合理沿空掘巷位置，保證基本頂斷裂線位于窄煤柱靠近采空區側。

2.根據權利要求1所述的一種沿空掘巷窄煤柱合理寬度的確定方法，其特征在于，所述步驟S1中的計算公式為：

式中，B——煤柱寬度；B₁——鄰近工作面回采后在采空側煤體中產生的塑性區寬度；B₂——錨桿有效長度，一般增加15％的富余系數；B₃——考慮煤層厚度較大而增加的煤柱穩定系數，按(B₁+B₃)×(20％～40％)計算；K——應力集中系數；H——巷道埋深；m——工作面采高；C——煤層界面的粘結力；A——塑性區與彈性區交界處側壓系數，A＝μ/(1-μ)，μ為泊松比；φ——煤層界面摩擦角；P——支架、冒落矸石等對煤柱的側向支護力；γ——上覆巖層平均容重。

3.根據權利要求1所述的一種沿空掘巷窄煤柱合理寬度的確定方法，其特征在于，所述窄煤柱寬度應大于基本頂斷裂線位置距采空區邊界的距離。

4.根據權利要求1所述的一種沿空掘巷窄煤柱合理寬度的確定方法，其特征在于，所述步驟S3中在確定煤柱寬度時應避免斷裂線在沿空巷道的正上方。