基于煤田地质勘探的工作面过断层方法技术

本发明专利技术属于煤田地质勘探与煤炭回采领域，具体涉及基于煤田地质勘探的工作面过断层方法。包括进行煤田地质勘探确定断层为宝塔形大断距断层；将断层布置在工作面内，且将工作面回采方向布置成与断层平面延长方向基本垂直或成大夹角，掘进工作面两侧回采巷道并通过切眼连接，切眼布置在断层的高位一侧；向断层施工钻孔，钻孔穿过断层两侧的老顶，钻孔完毕后，采用花管连接断层两侧的老顶，自花管向断层内注浆，在花管区域形成一定厚度的支撑层；进行工作面回采，自断层的高位一侧向断层的低位一侧回采。本发明专利技术可以提高采煤工作面的布局与开采规划的多样性，利于提高整体的经济与生产效益，还可以减少断层保护煤柱的留设，提高回采率，节约资源。节约资源。节约资源。

【技术实现步骤摘要】
基于煤田地质勘探的工作面过断层方法


[0001]本专利技术属于煤田地质勘探与煤炭回采领域，具体涉及一种基于煤田地质勘探的工作面过断层方法。

技术介绍

[0002]煤等矿产资源在开采之前需进行充分的地质勘探，这包括对煤等矿产资源本身的勘探，用于明确煤等矿产资源的分布、厚度、倾角等参数，还包括对断层、褶皱等地质构造的勘探，基于上述地质勘探来进行煤等矿产资源的开采布局与开采规划。其中，断层是影响采煤工作面布置的重要地质构造，断层会使得其两侧的煤层、岩层产生错层。断距是指断层两盘岩体沿断层面发生相对滑动的距离，当断层的断距较小时，即其两侧错层的煤层相近时，可以忽略该断层对煤的回采影响，工作面布置时基本可以不考虑这种断层。但是当断层断距较大时(尤其是断层倾角还较大时)，即其两侧错层的煤层相距较远时，一般会在该断层处留设保护煤柱跳采或设计工作面时避开该断层，这会影响整个煤田内采煤工作面的布局与开采规划，同时还会造成资源浪费。
[0003]对此，专利技术人通过研究认为对于大断距的断层，应该明确其特征，比如其属于漏斗形、宝塔形还是平行形(两断层面平行)，对于其中的一些类型可以采取一定的技术措施来提高采煤工作面直接过大断距断层的可能性，如此可以提高煤田内采煤工作面的布局与开采规划的多样性，利于提高整体的经济与生产效益，另一方面还可以减少断层保护煤柱的留设，提高回采率，节约资源。

技术实现思路

[0004]为了解决工作面无法过大断距断层的问题，本专利技术提出一种基于煤田地质勘探的工作面过断层方法，可以提高煤田内采煤工作面的布局与开采规划的多样性，提高回采率，具体包括如下步骤：
[0005]一步骤：进行煤田地质勘探，基于勘探确定断层为宝塔形大断距断层时执行后续步骤；
[0006]二步骤：将断层布置在工作面内，且将工作面回采方向布置成与断层平面延长方向基本垂直或成大夹角，掘进工作面两侧回采巷道并通过切眼连接，所述切眼布置在断层的高位一侧；
[0007]三步骤：向断层施工钻孔，所述钻孔穿过断层两侧的老顶，钻孔完毕后，采用花管连接断层两侧的老顶，花管两端分别位于断层两侧的老顶内部，自花管向断层内注浆，在花管区域形成一定厚度的支撑层；
[0008]四步骤，进行工作面回采，自断层的高位一侧向断层的低位一侧回采。
[0009]优选的，一步骤中，大断距指老顶在煤层开采后的下沉量小于断层在垂直方向的断距。
[0010]优选的，二步骤中，所述回采巷道在断层附近倾斜布置，其余位置布置在煤层中。
[0011]优选的，三步骤中，平行于断层的平面延伸方向在工作面中布置中部巷道，中部巷道布置于断层的低位一侧，自中部巷道向断层施工钻孔，自中部巷道依次通过裸孔、花管向断层内注浆。
[0012]优选的，三步骤中，所述钻孔施工两层或两层以上。
[0013]优选的，三步骤中，在老顶上部寻找其他厚度大硬度大的岩层，采用与老顶相同的施工方法在其他厚度大硬度大的岩层上施工支撑层。
[0014]优选的，三步骤中，断层处每层钻孔采用花管与普通钢管间隔布置的方案。
[0015]优选的，三步骤中，断层处底层钻孔采用普通钢管，上层采用花管，仅通过上层的花管进行注浆。
[0016]优选的，四步骤中，通过金属网隔离工作面与其上部的断层内的破碎岩块。
[0017]优选的，四步骤中，在回采至接近断层时，在液压支架顶梁与煤层顶板之间铺金属网，金属网自由端紧紧贴住顶梁下面，在采煤机采煤过后移动液压支架前，及时伸出护顶梁支护悬露的顶板，护顶梁将金属网铺在悬露的顶板处且位于顶板和液压支架顶梁之间，然后移动液压支架，收回护顶梁，同时在金属网的自由端不断接续金属网，如此直至采过整个断层。
[0018]本专利技术的关键手段与有益效果为：本专利技术的基于煤田地质勘探的工作面过断层方法，适用于宝塔形断层，工作面上部断层内的破碎岩块的量有限可控。通过设置支撑层将老顶上部的断层内的破碎岩块与工作面隔离开，且在注浆形成支撑层的同时，浆液向下流动还可以将支撑层与工作面之间的断层内的破碎块体加固，减小这内的破碎岩块进入工作面，尤其是在铺金属网后可以进一步减小断层内破碎块体进行工作面内的危险。本专利技术可以提高煤田内采煤工作面的布局与开采规划的多样性，利于提高整体的经济与生产效益，还可以减少断层保护煤柱的留设，提高回采率，节约资源。
附图说明
[0019]图1是本专利技术实施例大断距宝塔形断层剖面示意图；
[0020]图2是本专利技术实施例基于煤田地质勘探的工作面过断层方法平面示意图；
[0021]图3是本专利技术实施例三步骤注浆前工作面过断层剖面示意图；
[0022]图4是本专利技术实施例三步骤注浆形成支撑层后工作面过断层剖面示意图；
[0023]图5是本专利技术实施例四步骤工作面采至断层时工作面过断层剖面示意图；
[0024]图6是本专利技术采煤工作面过大断距宝塔形断层机理示意图；
[0025]图中，煤层1、老顶2、断层3、回采巷道4、中部巷道5、花管段61、裸孔段62、支撑层63、采空区7、工作面8。
具体实施方式
[0026]下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术的技术方案进行更为详细的描述。
[0027]如图1
‑
5所示，为本专利技术基于煤田地质勘探的工作面过断层方法，包括如下步骤：
[0028]一步骤：进行煤田地质勘探，基于勘探判断大断距断层3的类型；大断距断层可以分为宝塔形，如图1所示，指断层3的两个断层面上部相交下部分开且张开度不断增大；平行形，指断层3的两个断层面上下皆相互平行；漏斗形，指断层3的两个断层面下部相交上部分
开且张开度不断增大；本文中的大断距指煤层1的采高减去垮落带因碎胀累积增加的厚度(即老顶2在煤层1开采后的下沉量)，小于断层在垂直方向的断距(小于断层两侧相同岩层在垂直方向的间距)；以老顶2为例，在煤层1回采至断层3位置后，断层一侧的岩层垮落下来另一侧的岩层未垮落，其中垮落侧的老顶2所垮落的高度基本为煤层的采高减去垮落带因碎胀累积增加厚度，垮落后，垮落侧的老顶2的高度仍高于未垮落侧老顶2。对于这种大断距宝塔形断层工作面采取一定的措施也可以直接推过，无需留设保护煤柱跳采；
[0029]二步骤：如图2
‑
3所示，正常布置工作面8，可以将断层3布置在工作面8内，优选工作面回采方向布置成与断层平面延长方向基本垂直，或成大夹角，即工作面8回采至断层3时，尽可能一次性、短时间内通过。掘进工作面两侧回采巷道4，并通过切眼10连接，所述切眼10布置在断层的高位一侧，所述回采巷道4在断层附近倾斜布置，其余位置布置在煤层1中，回采巷道4倾斜布置段的长度根据采煤设备所能承受的开采倾角尽可能短的布置，以提高煤炭回采率；
[0030]三步骤：如图2
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4所示，平行于断层3的平面延伸方向在工作面8中布置中部巷道5，中部巷道5的长度与断层3在工作面8中的长度相匹配，中部巷道5布置于断层的低位一侧且与断层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于煤田地质勘探的工作面过断层方法，其特征在于，包括如下步骤：一步骤：进行煤田地质勘探，基于勘探确定断层为宝塔形大断距断层时执行后续步骤；二步骤：将断层布置在工作面内，且将工作面回采方向布置成与断层平面延长方向基本垂直或成大夹角，掘进工作面两侧回采巷道并通过切眼连接，所述切眼布置在断层的高位一侧；三步骤：向断层施工钻孔，所述钻孔穿过断层两侧的老顶，钻孔完毕后，采用花管连接断层两侧的老顶，花管两端分别位于断层两侧的老顶内部，自花管向断层内注浆，在花管区域形成一定厚度的支撑层；四步骤，进行工作面回采，自断层的高位一侧向断层的低位一侧回采。2.根据权利要求1所述的工作面过断层方法，其特征在于，一步骤中，大断距指老顶在煤层开采后的下沉量小于断层在垂直方向的断距。3.根据权利要求1所述的工作面过断层方法，其特征在于，二步骤中，所述回采巷道在断层附近倾斜布置，其余位置布置在煤层中。4.根据权利要求1所述的工作面过断层方法，其特征在于，三步骤中，平行于断层的平面延伸方向在工作面中布置中部巷道，中部巷道布置于断层的低位一侧，自中部巷道向断层施工钻孔，自中部巷道依次通过裸孔、花管向断层内注浆。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶二永，孙晓卫，陈晓波，宋文静，翟光顺，
申请(专利权)人：山东省煤田地质局第四勘探队，
类型：发明
国别省市：