一种弱化遗留煤柱潜在破坏面的煤柱破坏方法技术

本发明专利技术属于煤矿领域，具体涉及一种弱化遗留煤柱潜在破坏面的煤柱破坏方法，包括以下步骤：对上层遗留煤柱钻取岩芯，将岩芯加工成与遗留煤柱相同高径比的试件，进行单轴压缩试验，确认其破坏形式是否符合剪切破坏形式，若是，进入下一步；对试件进行变角剪切试验，测量其内摩擦角φ，并计算试件的破坏面与支承压力的夹角α；根据试件测量结果以及遗留煤柱和下煤层巷道参数，计算弱化钻孔的位置和长度；所述弱化钻孔的起点为下煤层巷道靠近煤柱一侧侧壁上，且所述弱化钻孔经过所述遗留煤柱的形心；根据计算结果，钻设弱化钻孔，使遗留煤柱在矿山压力作用下实现破坏。本发明专利技术可以降低煤柱破坏所需临界强度，降低了技术难度。

A method for weakening the potential failure surface of residual coal pillars

【技术实现步骤摘要】
一种弱化遗留煤柱潜在破坏面的煤柱破坏方法
本专利技术属于煤矿领域，具体涉及一种弱化遗留煤柱潜在破坏面的煤柱破坏方法，其通过对上部遗留煤柱进行潜在破坏面弱化，进行实现煤柱在支承压力作用下破坏。
技术介绍
由于受到开采水平、设备条件和地质因素等因素的限制，在煤层开采过程中，留设了大量的各类煤柱，用来支撑顶板、保护上煤层巷道，确保安全生产。这些煤柱将永久留在地下，无法采出，造成了资源的大量浪费。更重要的是，煤柱的存在会导致应力集中，致使下煤层开采矿压显现异常，易发生压架、冒顶、冲击地压等事故。也会加大下煤层保护煤柱的留设尺寸，降低了回采率，进一步浪费资源。现在资源日益枯竭，能源供应日趋紧张，煤炭作为优质的不可再生资源，尽可能的减少煤柱对开采的影响，提高回采率，降低事故发生率是急需解决的问题。针对这一问题，专家学者及工程技术人员做了大量卓有成效的工作，并取得了较好效果。例如，通过爆破手段、水力压裂、超临界CO2预裂、低温液氮预裂等方法对上部煤柱进行破坏，起到降低煤柱应力集中的作用，实现下煤层开采事故降低和煤柱尺寸减小的目的。但是这些方法没有利用矿山压力的作用，更没有针对煤柱破坏形式、特点进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种弱化遗留煤柱潜在破坏面的煤柱破坏方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对上层遗留煤柱钻取岩芯，将岩芯加工成与遗留煤柱相同高径比的试件，进行单轴压缩试验，确认其破坏形式是否符合剪切破坏形式，若是，进入下一步；S2、对试件进行变角剪切试验，测量其内摩擦角

【技术特征摘要】
1.一种弱化遗留煤柱潜在破坏面的煤柱破坏方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对上层遗留煤柱钻取岩芯，将岩芯加工成与遗留煤柱相同高径比的试件，进行单轴压缩试验，确认其破坏形式是否符合剪切破坏形式，若是，进入下一步；S2、对试件进行变角剪切试验，测量其内摩擦角φ，并计算试件的破坏面与支承压力的夹角α；S3、根据试件测量结果以及遗留煤柱（2）和下煤层巷道（5）参数，计算弱化钻孔（6）的位置和长度；所述弱化钻孔（6）的起点为下煤层巷道（5）靠近煤柱一侧侧壁上，且所述弱化钻孔（6）经过所述遗留煤柱（2）的形心；S4、根据计算结果，钻设所述弱化钻孔（6），使钻设弱化钻孔（6）后的遗留煤柱（2）在矿山压力作用下实现破坏。2.根据权利要求1所述的一种弱化遗留煤柱潜在破坏面的煤柱破坏方法，其特征在于，所述步骤S2中，试件的破坏面与支承压力的夹角α的计算公式为：α=(45°-0.5φ)。3.根据权利要求1所述的一种弱化遗留煤柱潜在破坏面的煤柱破坏方法，其特征在于，所述步骤S3中，弱化钻孔（6）的位...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉江，刘喜凤，王贵洲，冯国瑞，刘辉，张帅，袁红辉，杜才溢，白世民，康立勋，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14