[發(fā)明專利]一種煤礦TBM掘巷穿煤期間的卸壓解危方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210853965.X
• 申請(qǐng)日: 2022-07-13
• 公開（公告）號(hào): CN115012936B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周坤友;楊科;李家卓;馬衍坤;段敏克;劉舜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類號(hào): E21C41/18
• 分類號(hào): E21C41/18;E21D9/00;E21D9/11
• 代理公司: 徐州蘇越知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32543
• 代理人: 張旭

1.一種煤礦TBM掘巷穿煤期間的卸壓解危方法，其特征在于，具體步驟為：

(1)先根據(jù)巷道掘進(jìn)的方案，確定穿煤巷道走向與水平面之間的坡度α_L，并確定穿煤巷道處于留底煤區(qū)域的煤巷長度L；將留底煤區(qū)域的煤巷長度L等分成c個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)的長度為L_b，然后獲取所穿過煤層與水平面之間的傾角α，設(shè)煤層底部與巷道底板交接的分區(qū)為1分區(qū)，其兩端巷道底板下方底煤的厚度分別為h_L0和h_L1，且h_L0＝0，然后沿煤巷方向依次對(duì)各個(gè)分區(qū)進(jìn)行順序標(biāo)號(hào)，則第n個(gè)分區(qū)兩端巷道底板下方底煤的厚度分別為h_L(n-1)和h_Ln，接著按照如下公式進(jìn)行計(jì)算：

h_Ln＝nL_btan(α_L+α)

其中，1≤n≤c；從而得出第n個(gè)分區(qū)巷道底板下方底煤的厚度范圍為h_L(n-1)～h_Ln；

(2)采用TBM進(jìn)行掘進(jìn)巷道，當(dāng)TBM的操作臺(tái)位置進(jìn)入留底煤區(qū)域的煤巷時(shí)停止掘進(jìn)，此時(shí)在操作臺(tái)上向煤巷兩側(cè)幫對(duì)稱各施工一組幫部爆破孔組，每組幫部爆破孔組設(shè)有兩個(gè)爆破孔，且兩組幫部爆破孔組的爆破孔均處于煤巷同一垂面；每組幫部爆破孔組的兩個(gè)爆破孔之間在垂面內(nèi)的夾角為α₁，孔徑為φ₁，孔深為h₁，每孔裝藥量為m₁，完成一次幫部爆破孔布設(shè)并進(jìn)行爆破卸壓，接著TBM繼續(xù)沿著煤巷進(jìn)行掘進(jìn)，每在留底煤區(qū)域的煤巷內(nèi)掘進(jìn)5～10m，則停止掘進(jìn)，并在當(dāng)前位置重復(fù)上述步驟完成一次幫部爆破卸壓，如此持續(xù)循環(huán)，直至TBM穿過留底煤區(qū)域的煤巷時(shí)，完成所有幫部爆破卸壓工作；

(3)待TBM完全穿過留底煤區(qū)域的煤巷后，對(duì)留底煤區(qū)域煤巷的各個(gè)分區(qū)進(jìn)行底板卸壓，根據(jù)步驟(1)獲得的各個(gè)分區(qū)巷道底板下方底煤的厚度范圍，若當(dāng)前分區(qū)底板下方底煤的最小厚度小于等于2m，則進(jìn)入步驟(4)，否則進(jìn)入步驟(5)，直至完成所有分區(qū)的底板卸壓，實(shí)現(xiàn)煤礦TBM掘巷穿煤期間的卸壓解危過程；

(4)采用大直徑鉆孔對(duì)當(dāng)前分區(qū)進(jìn)行底板卸壓，在當(dāng)前分區(qū)底板上沿煤巷走向間隔布設(shè)多組大直徑鉆孔組，相鄰鉆孔組的間距不大于2m，每組大直徑鉆孔組由三個(gè)大直徑鉆孔組成，三個(gè)大直徑鉆孔的孔徑均為φ₂；三個(gè)大直徑鉆孔處于同一煤巷垂面內(nèi)，其中兩個(gè)大直徑鉆孔從分區(qū)底板分別朝向巷道兩底角布設(shè)，且兩個(gè)大直徑鉆孔之間在垂面內(nèi)的夾角為α₂，另外一個(gè)大直徑鉆孔從分區(qū)底板垂直向下布設(shè)，且三個(gè)大直徑鉆孔的最深處在各自方向上均穿出當(dāng)前分區(qū)底板下方底煤區(qū)域，從而完成當(dāng)前分區(qū)的底板卸壓工作；

(5)采用底板爆破孔對(duì)當(dāng)前分區(qū)進(jìn)行底板卸壓，在當(dāng)前分區(qū)底板上沿煤巷走向間隔布設(shè)多組底板爆破孔組，相鄰鉆孔組的間距為5～10m，每組底板爆破孔組由三個(gè)底板爆破孔組成，三個(gè)底板爆破孔的孔徑均為φ₃；三個(gè)底板爆破孔處于同一煤巷垂面內(nèi)，其中兩個(gè)底板爆破孔從分區(qū)底板分別朝向巷道兩底角布設(shè)，且兩個(gè)底板爆破孔之間在垂面內(nèi)的夾角為α₂，另外一個(gè)底板爆破孔從分區(qū)底板垂直向下布設(shè)，且三個(gè)底板爆破孔的最深處在各自方向上均穿出當(dāng)前分區(qū)底板下方底煤區(qū)域，各孔裝藥量為m₂，然后依次對(duì)各個(gè)底板爆破孔組進(jìn)行爆破卸壓，從而完成當(dāng)前分區(qū)的底板卸壓工作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦TBM掘巷穿煤期間的卸壓解危方法，其特征在于，所述步驟(2)中α₁為0～45°；φ₁為40～50mm；h₁為8～12m；m₁為1～4kg。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦TBM掘巷穿煤期間的卸壓解危方法，其特征在于，所述步驟(4)和(5)中φ₂為110～150mm；α₂為60°～120°；φ₃為40～50mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦TBM掘巷穿煤期間的卸壓解危方法，其特征在于，所述步驟(5)中若當(dāng)前分區(qū)底板下方底煤的最小厚度處于大于2m且小于等于5m范圍內(nèi)時(shí)，則m₂為100～200g；若當(dāng)前分區(qū)底板下方底煤的最小厚度處于大于5m且小于等于10m范圍內(nèi)時(shí)，則m₂為500～600g；若當(dāng)前分區(qū)底板下方底煤的最小厚度大于10m時(shí)，則m₂為1.5～2kg。