專利名稱：用于急傾斜特厚煤層的支護方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤層支護方法，尤其涉及一種用于急傾斜特厚煤層的支護方法。
背景技術(shù)：
在煤礦開采中，急傾斜煤層是指煤層傾斜角度大于45度的煤層。急傾斜煤層的厚度不等，小于或等于1. 3米的煤層為薄煤層，大于1. 3m且小于等于3. 5m的煤層為中厚煤層，大于3. 5米且小于8. 0米的煤層為厚煤層，8m以上的煤層為特厚煤層。對于如此厚的煤層，因為無法獲知頂板的強度如何、何時垮落，因此給煤炭開采帶來了極大的安全隱患。在原有的采煤工藝中，施工工序的安排是工作面停止采煤生產(chǎn)；從采煤原點起， 在煤層上打孔，例如采用巖石電鉆打孔；在所述孔中裝填炸藥，例如采用炮棍裝填乳化炸藥；封住所述裝填有炸藥的孔；然后實施爆破，爆破后工作面恢復(fù)采煤、放煤?？梢钥闯觯F(xiàn)有采煤技術(shù)存在以下問題一、在爆破時，由于采煤原點處煤層的超前支承力非常大，因此很容易發(fā)生采煤起始點的坍塌，從而造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。二、在爆破之前，由于沒有對煤壁的狀況進行檢測，因此無法獲知煤壁是否存在疏松的情況，從而難以確保采煤過程的安全。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種能夠安全地對急傾斜特厚煤層進行支護的方法。所述急傾斜特厚煤層的煤層傾斜角度大于45度、煤層厚度大于或等于6米。本發(fā)明提供的支護方法包括以下步驟a.在距離開采原點的預(yù)定長度的巷道內(nèi)進行端頭支護； b.在所述預(yù)定長度之外的待檢測煤層上，利用松動圈測試儀或鉆孔窺視儀檢測煤層的松動間隙；c.當(dāng)煤層的松動間隙大于預(yù)定間隙值時，對該位置的煤層進行增強支護；d.沿采煤方向推進預(yù)定間隔，返回步驟b，直至全部支護工作結(jié)束。優(yōu)選地，所述預(yù)定長度為10-12米。優(yōu)選地，所述預(yù)定間隙值為2-4米。優(yōu)選地，預(yù)定間隔為3-8米。優(yōu)選地，預(yù)定間隔為5米。優(yōu)選地，步驟b為在所述預(yù)定距離之外設(shè)定點的煤層，利用松動圈測試儀或鉆孔窺視儀在此處煤層的多個檢測點上檢測松動間隙。優(yōu)選地，步驟b為在所述預(yù)定距離之外設(shè)定點的煤層，利用松動圈測試儀和鉆孔窺視儀檢測煤層的松動間隙。相對于現(xiàn)有技術(shù)，由于采用了松動圈測試儀來檢測煤層的松動狀況，本發(fā)明提供的支護方法能夠有效地發(fā)現(xiàn)煤層中的裂隙，了解煤層的松動狀況，根據(jù)松動狀況對煤層進行支護，從而能夠及時地保證煤礦采煤工作面的開采安全。


圖1是本發(fā)明一種具體實施方式
中的用于急傾斜特厚煤層的支護方法的流程圖；圖2是本發(fā)明一種具體實施方式
中頂部煤層支承壓力分布與變化規(guī)律示意圖。
具體實施例方式在煤礦開采中，急傾斜煤層是指煤層傾斜角度大于45度的煤層。急傾斜煤層的厚度不等，小于或等于1. 3米的煤層為薄煤層，大于1. 3m且小于等于3. 5m的煤層為中厚煤層，大于3. 5米且小于8.0米的煤層為厚煤層，8m以上的煤層為特厚煤層。本發(fā)明針對的是急傾斜特厚煤層。圖1是本發(fā)明一種具體實施方式
中用于急傾斜特厚煤層的支護方法的流程圖。如圖1所示，所述支護方法包括以下步驟步驟101，在距離開采原點的預(yù)定長度內(nèi)進行端頭支護。優(yōu)選地，所述預(yù)定長度為 10-12米。圖2所示的是在一個優(yōu)選實施例的開采過程中的頂部煤層的超前支承壓力分布與變化規(guī)律示意圖。通過實驗檢測和數(shù)值模擬，可以得出從采煤的原點開始，0 10.0米范圍內(nèi)的超前支承壓力顯現(xiàn)劇烈，峰值達到3. OMI^a左右。而在10 50米范圍內(nèi)，工作面煤體的超前支承壓力在0.2 0. 的范圍內(nèi)保持基本平穩(wěn)，因此，在本優(yōu)選實施方式中， 在距離開采原點0 10米的范圍內(nèi)需要利用端頭支架進行加強支護，并且不得進行爆破。步驟102，在所述預(yù)定長度之外的待檢測煤層上，通過松動圈測試儀檢測煤層的松動情況。具體地，首先，利用鉆頭等工具在待測的煤層工作面上鉆出探測孔，在孔中注入水， 將松動圈測試儀的探測頭置入探測孔中并發(fā)射探測聲波，探測聲波通過探測孔中的水傳播并發(fā)生反射，反射回的聲波返回探測頭，當(dāng)煤層中出現(xiàn)裂隙時，探測頭接收到的返回聲波會出現(xiàn)特定的波形變化，通過檢測返回聲波的波形，獲得該檢測地點的煤層的松動間隙值。所述松動間隙值的獲取是讀取所述松動圈測試儀的輸出參數(shù)實現(xiàn)的，松動圈測試儀可以采用各種本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的適宜型號的松動圈測試設(shè)備?？商鎿Q地，在本發(fā)明的另一種具體實施方式
中，可以采用鉆孔窺視儀代替松動圈測試儀對煤層的松動情況進行探測。但更優(yōu)選地，同時用松動圈測試儀和鉆孔窺視儀對煤層進行檢測，這有助于對煤層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)獲得更直觀、清晰的檢測結(jié)果。在步驟103，判斷煤層的松動間隙值是否大于預(yù)定間隙值。當(dāng)煤層的松動間隙值大于預(yù)定間隙值時，在步驟104，對該位置的煤層進行支護。在對松動圈測試儀的探測頭接收到的波形進行檢測后，獲得該檢測位置的松動間隙值。將所述松動間隙值與預(yù)定間隙值進行比較，當(dāng)煤層的松動間隙大于預(yù)定間隙值時，對該檢測位置的煤層進行增強支護。增強支護可以在不減少現(xiàn)有支護裝置的基礎(chǔ)上增加中間支護裝置的方式實現(xiàn)，即現(xiàn)有支護裝置為錨桿，支護方式是利用錨桿機在檢測處的煤層上打錨桿，以對相應(yīng)地點的煤層進行支護。 在本發(fā)明的一種具體實施方式
中，在保留錨桿的基礎(chǔ)上，對于預(yù)定長度(例如10米)之外的工作面采用中間支護裝置，例如采用中間支架進行支護。優(yōu)選地，所述預(yù)定間隙值為2-4米。例如利用松動圈測試儀檢測某處煤層，獲得上工作面巷道煤層的松動間隙值為3. 9m，則在超前預(yù)爆破之前，對煤層進行錨桿支護和增強支護，以免發(fā)生非對稱載荷作用下高幫煤壁片幫與冒頂?shù)膯栴}。
在經(jīng)過檢測松動間隙值小于預(yù)定間隙值時或者完成支護后，沿采煤方向行進預(yù)定間隔，通過松動圈測試儀對推進后位置的煤層的松動情況進行檢測，直至全部支護工作結(jié)束。在對一個檢測點的煤層檢測和/或支護完畢后，如果對該工作面需要繼續(xù)進行檢測，則在步驟105繼續(xù)推進。推進的方向即采煤作業(yè)的行進方向，推進的距離根據(jù)實際工況確定， 優(yōu)選地，在急傾斜特厚煤層作業(yè)條件下，沿采煤方向推進的預(yù)定間隔為3-8米，更優(yōu)選為5 米。在利用鉆孔窺視儀對煤層的松動間隙值進行檢測時，通過鉆孔窺視儀的檢測，判斷煤層的松動間隙值。所述鉆孔窺視儀采用內(nèi)窺鏡的原理，在使用鉆孔窺視儀時，首先在要檢測的煤層上鉆孔，然后將鉆孔窺視儀的窺鏡探頭伸入孔中，窺鏡探頭采集到的煤層內(nèi)部的視頻信號通過線纜傳輸?shù)綑z測端。操作者通過目測或其他視頻分析方法對煤層內(nèi)部的視頻信號進行分析，從而得出該處煤層的松動情況。鉆孔窺視儀可以采用各種適宜型號的窺視設(shè)備。如果煤層的松動間隙值大于預(yù)定間隙值時，則對該位置的煤層進行增強支護。關(guān)于增強支護，如上所述，在此不再贅述。當(dāng)煤層的松動間隙值小于預(yù)定間隙值或已經(jīng)對該位置的煤層進行支護后，則沿采煤方向行進預(yù)定的距離，以便對下一個檢測點進行檢測。所述檢測點的分布可以根據(jù)具體的施工條件確定，也可以根據(jù)特定的距離設(shè)置，例如，可以間隔3-8米設(shè)置一個或多個檢測點，優(yōu)選地，間隔5米設(shè)置一個或多個檢測點。盡管本發(fā)明是通過上述的優(yōu)選實施方式進行描述的，但是其實現(xiàn)形式并不局限于上述的實施方式。應(yīng)該認識到在不脫離本發(fā)明主旨的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明做出不同的變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于急傾斜特厚煤層的支護方法，所述急傾斜特厚煤層的煤層傾斜角度大于 45度、煤層厚度大于8米，其特征在于，所述方法包括a.在距離開采原點的預(yù)定長度的巷道內(nèi)進行端頭支護；b.在所述預(yù)定長度之外的待檢測煤層上，利用松動圈測試儀或鉆孔窺視儀檢測煤層的松動間隙；c.當(dāng)煤層的松動間隙大于預(yù)定間隙值時，對該位置的煤層進行增強支護；d.沿采煤方向推進預(yù)定間隔，返回步驟b，直至全部支護工作結(jié)束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定長度為10-12米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定間隙值為2-4米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，預(yù)定間隔為3-8米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，預(yù)定間隔為5米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟b為在所述預(yù)定距離之外設(shè)定點的煤層，利用松動圈測試儀或鉆孔窺視儀在此處煤層的多個檢測點上檢測松動間隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟b為在所述預(yù)定距離之外設(shè)定點的煤層，利用松動圈測試儀和鉆孔窺視儀檢測煤層的松動間隙。
全文摘要
本發(fā)明公開的支護方法包括以下步驟在距離開采原點的預(yù)定長度內(nèi)進行端頭支護；在所述預(yù)定長度之外的待檢測煤層上，利用松動圈測試儀或鉆孔窺視儀檢測煤層的松動間隙；當(dāng)煤層的松動間隙大于預(yù)定間隙值時，對該位置的煤層進行增強支護；沿采煤方向推進預(yù)定間隔，再繼續(xù)檢測煤層的松動間隙，直至全部支護工作結(jié)束。本發(fā)明提供的支護方法能夠有效地發(fā)現(xiàn)煤層中的裂隙，了解煤層的松動狀況，根據(jù)松動狀況對煤層進行支護，從而能夠及時地保證煤礦采煤工作面的開采安全。
文檔編號E21D15/00GK102191941SQ201110095748
公開日2011年9月21日 申請日期2011年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月15日
發(fā)明者張子飛, 來興平, 胡開江, 郭秉超 申請人:神華新疆能源有限責(zé)任公司, 神華集團有限責(zé)任公司