[發(fā)明專利]一種房式采煤法采空區(qū)遺留煤柱充填加固方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010026930.X
• 申請(qǐng)日: 2020-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN111206956B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫強(qiáng);張吉雄;周楠;李猛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): E21F15/00
• 分類號(hào): E21F15/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 彭英

1.一種房式采煤法采空區(qū)遺留煤柱充填加固方法，其特征在于：通過房式采煤法采空區(qū)遺留煤柱賦存特征，以及煤巖體的物理力學(xué)參數(shù)，進(jìn)行數(shù)值分析確定遺留煤柱需要加固的區(qū)域及范圍，通過地面鉆井自流自滯、多次充填膠結(jié)充填材料的方式，形成采空區(qū)支撐柱，對(duì)多個(gè)局部區(qū)域的遺留煤柱進(jìn)行定點(diǎn)加固，具體步驟如下：S1、調(diào)研、收集房式采煤法采空區(qū)遺留煤柱礦井采礦地質(zhì)資料，得到遺留煤柱的賦存特征；并進(jìn)行煤巖體取樣，測(cè)試物理力學(xué)參數(shù)；

S2、根據(jù)煤巖體測(cè)試的物理力學(xué)參數(shù)，構(gòu)建房式采煤法采空區(qū)遺留煤柱長時(shí)蠕變穩(wěn)定性數(shù)值分析模型，確定一個(gè)遺留煤柱加固區(qū)域的鉆井中心點(diǎn)O；并得到O點(diǎn)附近遺留煤柱應(yīng)力載荷與遺留煤柱加固區(qū)域理論半徑的關(guān)系，選取合適的遺留煤柱加固區(qū)域理論半徑R；

S3、基于遺留煤柱的賦存特征及遺留煤柱加固區(qū)域理論半徑R，模擬巖層移動(dòng)計(jì)算結(jié)果及基本頂破斷來壓實(shí)測(cè)步距，確定相鄰遺留煤柱加固區(qū)域的鉆井中心點(diǎn)O的間隔L1，通過地面套管鉆井方式，每間隔距離L1定點(diǎn)施工充填鉆井，所述的填充鉆井方式為垂直鉆井；

S4、布置地面膠結(jié)充填材料制備與運(yùn)輸系統(tǒng)，多個(gè)遺留煤柱加固區(qū)域循環(huán)作業(yè)，采用垂直自流自滯、分次充填的方法，形成采空區(qū)支撐柱，完成井下區(qū)域遺留煤柱的加固。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的房式采煤法采空區(qū)遺留煤柱充填加固方法，其特征在于：每個(gè)遺留煤柱加固區(qū)域覆蓋若干遺留煤柱。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的房式采煤法采空區(qū)遺留煤柱充填加固方法，其特征在于：每個(gè)遺留煤柱加固區(qū)域充填的膠結(jié)充填材料體積：V≥f(πhR2-V1)

式中：h為遺留煤柱加固的高度；

V1為遺留煤柱加固區(qū)域范圍內(nèi)的煤柱體積；

f為充填富余系數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的房式采煤法采空區(qū)遺留煤柱充填加固方法，其特征在于：所述遺留煤柱的賦存特特征包括采空區(qū)遺留煤柱區(qū)域的工作面寬度W和推進(jìn)長度L2；遺留煤柱尺寸；煤層埋深H；煤層傾角。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的房式采煤法采空區(qū)遺留煤柱充填加固方法，其特征在于：所述的煤層埋深H為50～300m，煤層傾角為0～8°。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的房式采煤法采空區(qū)遺留煤柱充填加固方法，其特征在于：相鄰遺留煤柱加固區(qū)域的鉆井中心點(diǎn)O的間隔L1為50～200m。