一种阻隔邻空区瓦斯渗流的窄煤柱宽度确定方法技术

一种阻隔邻空区瓦斯渗流的窄煤柱宽度确定方法是通过钻孔取样采集煤岩样，并测出煤岩样的力学参数，进而获得工作面基本顶的初次来压步距，建立数值计算模型，在所建模型边界施加相应约束与载荷，并沿采空区边缘留宽度煤柱，按照沿空巷道设计、模拟开采、计算，直至工作面煤壁所在平面对应煤柱所在位置回采侧破碎区的厚度和回采侧破碎区的厚度复合要求时，得到窄煤柱采空侧破碎区的厚度和回采侧破碎区的厚度。本发明专利技术克服了窄煤柱留设中只注重其稳定性而忽略煤柱对采空区瓦斯的阻隔效果之不足，充分考虑煤柱内稳定区的几何参数对维护沿空巷道围岩稳定与阻隔邻空区瓦斯向回采空间渗流的作用，使所留设窄煤柱具备上述两种功能。

Narrow coal pillar width determination method for blocking gas seepage in adjacent area

A barrier adjacent goaf gas seepage of the narrow coal pillar width determination is drilled through sampling the coal rock, and measured the mechanical parameters of the coal rock, and then obtain the working surface of the basic roof first weighting step distance, the establishment of numerical calculation model, the model boundary exerts the corresponding constraints and loads, and along. The empty area is arranged on the edge of coal pillar width, calculated in accordance with the design and Simulation of mining roadway along the empty, and the thickness of composite requirements until the coal face plane corresponding coal pillar location of mining and mining area side side broken thickness of broken zone, get narrow coal pillar gob side area mining thickness and broken broken zone the thickness of. The invention overcomes the narrow coal pillar focus only on the stability and neglect barrier effect of coal pillar in gob gas, considering the coal pillar stability in the region of the geometric parameters on the maintenance of roadway surrounding rock stability and gas barrier adjacent gob stoping spatial seepage effect, so that the remaining narrow with the above two functions of coal pillar.

【技术实现步骤摘要】
一种阻隔邻空区瓦斯渗流的窄煤柱宽度确定方法
本专利技术涉及一种沿空留巷窄煤柱宽度确定方法，尤其是一种阻隔邻空区瓦斯渗流的窄煤柱宽度确定方法。
技术介绍
窄煤柱护巷具有煤炭资源回收率高、经济及社会效益好等优势。但高瓦斯矿井开采中，为防止窄煤柱在采空区侧向支承压力及本工作面回采时超前支承压力叠加作用下被压裂，导致邻空区瓦斯进入回采空间，带来安全隐患，对窄煤柱护巷持谨慎态度，这就阻碍了窄煤柱护巷技术的推广。因此，在高瓦斯矿井窄煤柱沿空布置中，窄煤柱合理宽度的确定不仅要有利于维护沿空巷道围岩稳定，而且还必须能够有效阻隔相邻采空区的瓦斯进入回采空间。窄煤柱合理宽度确定在公开的专利技术专利有，公开号为CN104594899A专利技术专利“一种沿空掘巷窄煤柱合理宽度确定方法”，其从维护巷道稳定角度出发，综合考虑窄煤柱宽度与基本顶断裂位置关系，给出窄煤柱合理宽度确定方法，但未将隔绝邻空区瓦斯渗流作为对窄煤柱宽度确定的影响因素。公开号为CN106089207A的专利技术专利“特厚煤层沿空掘巷窄煤柱留设方法”，其在窄煤柱回采侧用所安设锚杆兼作配筋并浇筑混凝土形成类似挡土墙的人工构筑物，以维护巷道稳定，但本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻隔邻空区瓦斯渗流的窄煤柱宽度确定方法，所述窄煤柱宽度确定方法是按下列步骤进行的：（一）通过钻孔取样方法，在现场采集工作面煤层、顶板及底板岩层的煤岩样；（二）将步骤（一）采集的煤岩样在实验室加工成标准煤岩试件，用岩石力学强度测试设备测出煤岩样的力学参数；所述煤岩样力学参数是指单轴抗压强度、单轴抗拉强度、抗剪强度、泊松比、弹性模量、内聚力、内摩擦角、体积模量和剪切模量，煤岩样剪切模量和体积模量是通过以下公式计算：

【技术特征摘要】
1.一种阻隔邻空区瓦斯渗流的窄煤柱宽度确定方法，所述窄煤柱宽度确定方法是按下列步骤进行的：（一）通过钻孔取样方法，在现场采集工作面煤层、顶板及底板岩层的煤岩样；（二）将步骤（一）采集的煤岩样在实验室加工成标准煤岩试件，用岩石力学强度测试设备测出煤岩样的力学参数；所述煤岩样力学参数是指单轴抗压强度、单轴抗拉强度、抗剪强度、泊松比、弹性模量、内聚力、内摩擦角、体积模量和剪切模量，煤岩样剪切模量和体积模量是通过以下公式计算：式中：G—剪切模量，MPa；K—体积模量，MPa；E—弹性模量，MPa；μ—泊松比；（三）采用现场矿山压力实测方法，获得工作面基本顶的初次来压步距L；（四）根据工作面地质钻孔柱状图提供的煤岩层相应厚度与步骤（二）的所建煤层、顶板及底板岩石力学参数，建立数值计算模型；（五）在步骤（四）所建模型边界施加相应约束与载荷，并沿采空区（6）的边缘留宽度T1=3m煤柱，按照沿空巷道（4）设计几何尺寸掘巷；沿空巷道（4）形成后，模拟开采工作面（5），工作面（5）推进至步骤（三）得到初次来压步距L时，测出工作面（5）煤壁所在平面对应煤柱所在位置的采空侧破碎区（3）的厚度X1和回采侧破碎区（1）的厚度Y1，计算出X1+Y1，若，则加宽煤柱重新计算；在步骤（四）所建模型内沿采空区（6）边缘留宽度为T2=4m煤柱，按照沿空巷道（4）设计几何尺寸掘巷，沿空巷道（4）形成后，模拟开采工作面（5），工作面（5）推进至步骤（3）得到初次来压步距L时，测出工作面（5）煤壁所在平面对应煤柱所在位置的采空侧破碎区（3）的厚度X2和回采侧破碎区（1）的厚度Y2，计算X2+Y2，若，则加宽煤柱重新计算；依此类推，直至工作面（5）煤壁所在平...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，郝兵元，张鹏鹏，乔永凤，
申请(专利权)人：山西工程技术学院，
类型：发明
国别省市：山西,14