[發明專利]一種煤礦井下工作面采空區支承壓力“三帶”劃分方法

有效

• 申請號: 202011014175.X
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112282756B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 任祥軍;王新琨;張燦明;張永生;梁國治;朱建;李建;李衛龍;張奮奮
• 申請（專利權）人: 淮北礦業股份有限公司;安徽省煤炭科學研究院
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18;E21F17/00
• 代理公司: 蕪湖眾匯知識產權代理事務所(普通合伙) 34128
• 代理人: 曹宏筠

本發明公開了一種煤礦井下工作面采空區支承壓力“三帶”劃分方法，根據采空區礦壓、漏風風速和臨界氧濃度進行劃分，其中，采空區礦壓包括應力增高區a、應力降低區b和應力不變區，“三帶”分別為自燃帶、散熱帶和窒息帶，采用本發明的技術方案，通過采空區漏風風速、采空區氧濃度分布、采空區遺煤溫升速度對采空區支承壓力“三帶”劃分，量化“三帶”的寬度尺寸，確定采空區回采工作面作業的安全區域，保證煤炭開采的安全生產。

技術領域

本發明屬于煤礦開采領域，更具體地說，本發明涉及一種煤礦井下工作面采空區支承壓力“三帶”劃分方法。

背景技術

煤礦回采巷道由于工作面上、下順槽在掘進時，巷道周圍原巖應力場平衡狀態遭到破壞，引起應力的重新分布，在巷道周圍形成塑性破壞區，工作面推進向一側采空區應力疊加，受工作面回采的影響，在采空區四周形成支承壓力帶，支承壓力帶隨著工作面的推進而變化，支承壓力帶變化如果不可控，有導致安全生產事故發生的隱患。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種支承壓力帶壓力變化可控，保證回采工作面生產安全的煤礦井下工作面采空區支承壓力“三帶”劃分方法。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為：所提供的一種煤礦井下工作面采空區支承壓力“三帶”劃分方法，根據采空區礦壓、漏風風速和臨界氧濃度進行劃分，其中，采空區礦壓包括應力增高區a、應力降低區b和應力不變區，“三帶”分別為自燃帶、散熱帶和窒息帶。

本發明公開的一種煤礦井下工作面采空區支承壓力“三帶”劃分方法，應力增高區a、應力降低區b和應力不變區分別對應的“三帶”為自燃帶，寬度為20～60m，散熱帶，寬度為5～20m，窒息帶，寬度為20～40m。

本發明公開的一種煤礦井下工作面采空區支承壓力“三帶”劃分方法，采空區漏風風速0.1～0.24m/min為自燃帶，寬度為20～60m，漏風風速≥0.24m/min為窒息帶，寬度為20～40m；漏風風速≤0.1m/min為散熱帶,寬度為5～20m。

本發明公開的一種煤礦井下工作面采空區支承壓力“三帶”劃分方法，采空區臨界氧濃度10％～18％為自燃帶，寬度為20～60m，臨界氧濃度≤10％為窒息帶，寬度為20～40m，臨界氧濃度≥18％為散熱帶,寬度為5～20m。

本發明公開的一種煤礦井下工作面采空區支承壓力“三帶”劃分方法，應力增高區a的峰值到煤壁為極限平衡區，向煤體內則為彈性區。

采空區回采工作面掘進向的前方形成超前支承壓力，隨著工作面推進而向前移動，稱為移動支承壓力或臨時支承壓力；工作面沿傾斜和仰斜方向及開切眼一側煤體上形成的支承壓力，工作面經過一段時間的開采后，支承壓力相對穩定，該壓力稱為固定支承壓力或殘余支承壓力；回采工作面推進一定距離后，采空區上覆巖層活動將趨于穩定，采空區內某些地帶冒落矸石被逐漸壓實，使上部未冒落巖層在不同程度上重新得到支撐。因此，在距工作面一定距離的采空區內，也可能出現較小的支承壓力，稱為采空區支承壓力，由地質變化帶來的相對安全區域開采，保證采煤工作的安全，根據這些壓力的變化，采取相應的安全措施，保證煤炭開采的安全生產。

采用本發明的技術方案，通過采空區漏風風速、采空區氧濃度分布、采空區遺煤溫升速度對采空區支承壓力“三帶”劃分，量化“三帶”的寬度尺寸，確定采空區回采工作面作業的安全區域，保證煤炭開采的安全生產。

以下將結合附圖和實施例，對本發明進行較為詳細的說明。

附圖說明

下面對本說明書各幅附圖所表達的內容及圖中的標記作簡要說明：

圖1為本發明一種煤礦井下工作面采空區支承壓力“三帶”劃分方法的回采工作面前后支承壓力示意圖；

圖2本發明一種煤礦井下工作面采空區支承壓力區示意圖。

圖中標記：1、煤柱；2、側支承區；3、采空區；4、前支承區。