[发明专利]一种浅埋地输气管线下压煤的开采方法

权利要求书

1.一种浅埋地输气管线下压煤的开采方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.根据矿区其他区域煤炭资源回采后地表移动观测资料确定浅埋地输气管线移动与变形参数，采用概率积分法建立地表下沉曲线方程W，预测资源开采后地表沿管线方向下沉情况；

b.根据上述地表下沉曲线方程计算埋地管线弯矩和最大弯曲应力，根据连续梁的弯曲理论可得埋地管线弯矩计算方程为：

M(l)=EId2Wdl2]]>

式中，E为管线的抗拉弹性模量，I为管线截面惯性矩，管线最大弯曲应力为：

σ(l)=M(l)dI]]>

式中d为管线截面的半径；

c.根据最大弯曲应力确定浅埋地管线轴向拉应力，结合管线容许拉应力确定浅埋地输气管线需要保护的范围，沉陷区内埋地管线沿线轴向拉应力的计算公式为：

σ_n(l)＝σ_n0+σ(l)

式中σ_n0为管线初始轴向拉应力，可根据管线的内压及工作状态得到，管线容许拉应力为[σ]，当σ_n(l)＞[σ]时，对应位置管线的轴向拉应力超过了容许拉应力，由此确定出埋地管线需要采取保护措施的范围；当σ_n(l)＜[σ]时，对应位置管线的轴向拉应力小于容许拉应力，此处管线不需要设置保护措施；

d.根据步骤c确定的保护范围沿管线方向架设悬索桥，吊起沉陷区管线；

e.以常规方式开采管线下的压煤，直至该工作面资源回采完毕；

f.待上述工作面地表沉陷稳定后拆除悬索桥；重复步骤a至步骤e，完成下一个工作面煤炭资源开采工作；如此持续开采煤炭资源，直至本采区内的所有工作面资源开采完毕。

2.根据权利要求1所述的浅埋地输气管线下压煤的开采方法，其特征在于，所述步骤a中地表移动与变形优选参数为：下沉系数、水平移动系数、拐点偏移距、煤层开采影响角、岩体的弹性模量及强度。

3.根据权利要求2所述的浅埋地输气管线下压煤的开采方法，其特征在于，所述步骤d中悬索桥包括支撑墩(1)和悬吊钢索(2)，所述支撑墩(1)设置在输气管线(4)需要保护的区域两端，其下方设有支撑墩基础(3)，支撑墩基础(3)在输气管线(4)两侧对称设置，输气管线(4)从两个支撑墩基础(3)之间穿过；悬吊钢索(2)架设在两个支撑墩(1)之间，管线(4)通过吊索(5)悬吊在悬吊钢索(2)上。

4.根据权利要求3所述的浅埋地输气管线下压煤的开采方法，其特征在于，吊索(5)通过管线支撑座(6)将输气管线(4)吊起。

5.根据权利要求4所述的浅埋地输气管线下压煤的开采方法，其特征在于，所述管线支撑座(6)包括底托(61)和上盖(62)，所述底托(61)和上盖(62)上分别设置用于安置输气管线(4)的凹槽(63)，底托(61)和上盖(62)通过螺栓(64)连接，上盖(62)设置吊耳(65)。