[發(fā)明專利]基于頂板下位關(guān)鍵層斷頂卸壓的深井小煤柱沿空留巷方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011106611.6 | 申請日： | 2020-10-16 |
| 公開（公告）號： | CN112377193B | 公開（公告）日： | 2022-05-31 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 楊永杰;張楊;呂嘉錕;張?zhí)砹?/a> | 申請（專利權(quán)）人： | 山東科技大學(xué) |
| 主分類號： | E21C41/18 | 分類號： | E21C41/18;F42D3/04;E21B7/04;E21D20/00;E21D21/02;E21F17/103 |
| 代理公司： | 青島錦佳專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37283 | 代理人： | 朱玉建 |
| 地址： | 266590 山東*** | 國省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 頂板 下位 關(guān)鍵 層斷頂卸壓 深井 小煤柱沿空留巷 方法 | ||
1.基于頂板下位關(guān)鍵層斷頂卸壓的深井小煤柱沿空留巷方法，其特征在于，步驟包括：
A.確定煤層頂板的地質(zhì)條件；
B.根據(jù)煤層頂板地質(zhì)條件確定爆破的斷頂參數(shù)，所述爆破的斷頂參數(shù)包括下位關(guān)鍵層斷頂?shù)奈恢煤秃穸龋?/p>
C.數(shù)值模擬斷頂厚度與斷頂卸壓后圍巖變形量和巷道圍巖應(yīng)力之間的關(guān)系；
D.根據(jù)圍巖變形量和巷道應(yīng)力分布確定巷道的斷頂參數(shù)；
E.按照斷頂參數(shù)在試驗巷道內(nèi)施工爆破，并在試驗巷道內(nèi)的圍巖布置位移監(jiān)測站、錨桿和錨索受力監(jiān)測站；
F.根據(jù)試驗巷道表面位移曲線、錨桿受力監(jiān)測曲線和錨索受力監(jiān)測曲線修正支護(hù)參數(shù)；
G.在沿空留巷的巷道內(nèi)施工爆破斷頂，并按照修正后的支護(hù)參數(shù)對沿空留巷的巷道進(jìn)行支護(hù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于頂板下位關(guān)鍵層斷頂卸壓的深井小煤柱沿空留巷方法，其特征在于，所述頂板的地質(zhì)條件包括頂板巖性和頂板厚度，所述下位關(guān)鍵層傳遞來自上覆巖層的應(yīng)力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于頂板下位關(guān)鍵層斷頂卸壓的深井小煤柱沿空留巷方法，其特征在于，所述斷頂參數(shù)包括鉆孔參數(shù)和炸藥參數(shù)，其中所述鉆孔參數(shù)包括鉆孔超前工作面的距離、鉆孔直徑、鉆孔角度、鉆孔深度和鉆孔間距，所述炸藥參數(shù)包括爆破半徑、裝藥量和封口長度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于頂板下位關(guān)鍵層斷頂卸壓的深井小煤柱沿空留巷方法，其特征在于，所述鉆孔參數(shù)中鉆孔與實體煤一側(cè)巷幫距離大于200mm，鉆孔直徑取48-50mm；薄煤層中鉆孔與豎直方向傾角為20°，中厚煤層或厚煤層中鉆孔與豎直方向傾角為10°-15°，鉆孔偏向?qū)嶓w煤一側(cè)；鉆孔深度大于下位關(guān)鍵層的厚度；硬巖中鉆孔的間距取500mm，軟巖中鉆孔間距取1000mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于頂板下位關(guān)鍵層斷頂卸壓的深井小煤柱沿空留巷方法，其特征在于，所述炸藥參數(shù)中，以鉆孔為中心鉆孔半徑為R0，粉碎區(qū)的半徑為R1，破裂區(qū)的半徑為R2，震動區(qū)的半徑為R3，其中破裂區(qū)的半徑為爆破半徑；爆破中藥卷裝藥至下位關(guān)鍵層的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于頂板下位關(guān)鍵層斷頂卸壓的深井小煤柱沿空留巷方法，其特征在于，所述爆破半徑R2的取值為：
其中α為應(yīng)力波衰減系數(shù)，且α＝2-b；b為徑向應(yīng)力與切向應(yīng)力的比值，且b＝μ/(1-μ)，P2為不耦合裝藥系數(shù)下的沖擊波應(yīng)力峰值，且rb為鉆孔半徑，ST為巖石的單軸抗拉強(qiáng)度，μ為泊松比，ρ0為炸藥密度，D為爆炸速度，rc為裝藥半徑；n為應(yīng)力增大倍數(shù)，取8-11。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于頂板下位關(guān)鍵層斷頂卸壓的深井小煤柱沿空留巷方法，其特征在于，在爆破的鉆孔中安裝聚能管，聚能方向與巷道的走向平行。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于頂板下位關(guān)鍵層斷頂卸壓的深井小煤柱沿空留巷方法，其特征在于，在數(shù)值模擬中具體是利用UDEC模擬深井小煤柱沿空留巷中頂板下位關(guān)鍵層斷頂卸壓，或者利用FLAC3D模擬深井小煤柱沿空留巷中頂板下位關(guān)鍵層斷頂卸壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于頂板下位關(guān)鍵層斷頂卸壓的深井小煤柱沿空留巷方法，其特征在于，選取圍巖變形量最小值和巷道應(yīng)力分布最小值對應(yīng)的斷頂參數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于頂板下位關(guān)鍵層斷頂卸壓的深井小煤柱沿空留巷方法，其特征在于，所述支護(hù)參數(shù)包括錨桿長度、錨索長度、錨桿間排距和錨索間排距。
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