[发明专利]一种浅埋地输气管线下压煤的开采方法

摘要

本发明公开了一种浅埋地输气管线下压煤的开采方法，包括以下步骤(1)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；(2)计算浅埋地输气管线弯矩和管线最大弯曲应力；(3)确定浅埋地输气管线需要保护的范围；(4)根据步骤3确定的保护范围沿管线方向架设悬索桥，吊起沉陷区管线；(5)以常规方式开采管线下煤炭资源，并在沉陷稳定后拆除悬索桥，在下一个工作面回采前重复上述步骤，直至本采区内的所有资源回采完毕。本发明能够根据煤炭资源开采时对浅埋输气地管线产生的动态变形影响，采用悬索桥悬吊管线方法对浅埋地输气管线进行保护，从而采用正常开采方式即可开采出管线下滞压的煤炭资源。

主权项

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：σn(l)＝σn0+σ(l)式中σn0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σn(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σn(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。