[发明专利]综采面过空巷泵送支柱支护参数优化及顺槽煤柱回收方法

权利要求书

1.一种综采面过空巷的顺槽煤柱回收方法，利用一种综采面过空巷的泵送支柱支护参数优化方法，其特征在于，步骤包括：

步骤一.划定回收综采面顺槽煤柱和过空巷的工作面开采范围，确定工作面先回采的空巷，确定先回采空巷的长度及巷道尺寸，计算空巷支护范围内最不利情况下泵送支柱需承担的载荷P；

步骤二.设计泵送支柱尺寸和支柱的单轴抗压强度，计算单个泵送支柱的工作支撑力P_b，按最不利情况在先回采的空巷内设置泵送支柱；

步骤三.泵送支柱施工完成后，开始回采，综采工作面按划定的开采范围推进，在先回采的空巷内设置测点观测顶底板的收缩量，并观测泵送支柱压力，得到矿压规律和泵送支柱支撑压力变化规律；

步骤四.优化泵送支柱设计，并设置锚索补强支护，重新计算泵送支柱在后回采的空巷内设置数量，结合观测的矿压规律在后面回采的空巷内施工泵送支柱；

步骤五.继续推进综采工作面回收煤柱，监测推进过程中顶板下沉量，至工作面回采完成；

所述综采面过空巷的泵送支柱支护参数优化方法的步骤包括：

步骤A.确定工作面回采范围内的空巷长度及巷道尺寸，空巷支护范围内最不利情况下泵送支柱需承担的载荷P；

步骤B.设计泵送支柱尺寸和支柱的单轴抗压强度，计算单个泵送支柱的工作支撑力Pb，按最不利情况在先回采的空巷内设置泵送支柱施工参数；

步骤C.在先回采的空巷内设置测点观测顶底板的收缩量，并观测泵送支柱压力；

步骤D.根据步骤C中监测的矿压规律和泵送支柱支撑压力变化规律，计算锚索补强支护能力，重新计算泵送支柱施工参数；

步骤E.在后回采的空巷内按步骤D中的计算结果布置泵送支柱。

2.根据权利要求1所述的一种综采面过空巷的顺槽煤柱回收方法，其特征在于，所述工作面回采顺槽侧有多条空巷，空巷两侧留设有保护煤柱，空巷之间设置有联巷；在先回采的空巷内设置泵送支柱时，与工作面走向平行的空巷位置、靠近工作面中部的位置、空巷交叉点位置处增大泵送支柱的布置密度。

3.根据权利要求1所述的一种综采面过空巷的顺槽煤柱回收方法，其特征在于，所述工作面的宽度增大，过空巷时空巷顶板下沉启动距增大；所述空巷靠近工作面中部顶板的下沉量大；所述空巷长度越大，顶板的下沉量越大，顶板下沉启动距也越大；所述工作面后方采空区顶板悬露面积增大，工作面前方空巷内顶板的下沉量也相应增大。

4.根据权利要求1所述的一种综采面过空巷的顺槽煤柱回收方法，其特征在于，所述步骤A中空巷支护范围内最不利情况具体是，空巷支护范围内顶板岩层全部离层；所述载荷P的计算公式为p＝γ×h×s×f，其中γ为覆岩容重，h为顶板岩层离层厚度，S为支柱支护区面积，f为安全系数取1～2。

5.根据权利要求4所述的一种综采面过空巷的顺槽煤柱回收方法，其特征在于，所述单个泵送支柱的工作支撑力P_b为其中r为泵送支柱半径，σ为支柱材料实验室强度，f_s为支柱结构性强度古氏系数，w为泵送支柱直径，h为泵送支柱高度。

6.根据权利要求5所述的一种综采面过空巷的顺槽煤柱回收方法，其特征在于，所述先回采的空巷内泵送支柱的施工参数包括设置泵送支柱的数量N，根据公式N＝P/P_b计算；所述空巷内的泵送支柱由顺槽侧向工作面中部一侧布置密度增大，所述空巷和大巷交叉处布置密度大于空巷内的布置密度。

7.根据权利要求1所述的一种综采面过空巷的顺槽煤柱回收方法，其特征在于，所述顶底板的收缩量通过矿用本安型无线位移传感器监测系统进行监测，所述泵送支柱压力采用液压枕进行监测；所述观测在距离工作面40～80m的范围内开始至工作面开采至监测点位置结束。