[发明专利]基于窄煤柱致臌效应的厚煤层沿空巷道底煤回收方法

摘要

一种基于窄煤柱致臌效应的厚煤层沿空巷道底煤回收方法，所述方法是将厚煤层沿空巷道窄煤柱合理宽度确定与底煤回收统筹兼顾，综合设计，主动施策，充分利用窄煤柱具有使巷道底板产生严重底臌之功效，通过理论计算确定留设合理宽度窄煤柱，使巷道底煤破碎臌胀，选取矿用挖掘式装载机将处于松散状态底煤挖装至自身刮板输送机，经转载式输送机转至带式输送机运出。本发明一方面克服了以往留底煤沿空巷道产生严重底臌时被迫人工起底机械化水平低、工人劳动强度大等弊端，变被动为主动，底煤回收各工序完全实现机械化，极大提高工作效率；另一方面采取窄煤柱留设和底煤回收双措并举继而达到提高煤炭资源回收率之目的。

主权项

1.一种基于窄煤柱致臌效应的厚煤层沿空巷道底煤回收方法，其特征在于：所述底煤回收方法是按照下列步骤实现的：（一）通过钻孔取样的方法，在现场采集厚煤层沿空巷道底煤（3）的煤样；（二）将步骤（一）取得的煤样在实验室加工成标准试件，进行变角剪切实验测出煤样的内聚力C和内摩擦角；（三）窄煤柱（1）传递至厚煤层沿空巷道底煤（3）的载荷：式中：为厚煤层沿空巷道底煤体容重，KN/m3；为厚煤层沿空巷道底煤（3）的厚度，m；C为厚煤层沿空巷道底板煤体内聚力，KPa；为厚煤层沿空巷道底煤内摩擦角，º；（四）厚煤层沿空巷道（2）相邻采空区（5）的顶板垮落高度：M为煤层厚度，m；k为相邻采空区冒落矸石的碎胀系数，取1.1～1.5；α为煤层倾角，º；（五）通过矿山压力现场实测的方法，获得基本顶在采空区（5）侧方的煤柱（1）上方断裂岩块（4）的长度L；（六）由步骤（三）所得底板煤体承受窄煤柱传递载荷q、步骤（四）所得相邻采空区顶板垮落高度h及步骤（五）测得的基本顶侧方断裂岩块长度L，计算出留设窄煤柱（1）的宽度：式中：b为巷道跨度，m；h为相邻采空区顶板垮落高度，m；L为基本顶在煤柱上方断裂块长度，m； 为顶板岩层容重，KN/m3；M为煤层厚度，m； 为基本顶破断角，º；（七）根据厚煤层沿空巷道净高X与净宽Y确定选择矿用挖掘式装载机（6）的高度H和宽度T，使；（八）根据步骤（七）所选矿用挖掘式装载机（6）的挖装能力，选用与之配套的转载式输送机（7）和胶带输送机（8）；（九）在厚煤层沿空巷道超前支护巷段以外底板鼓起量达0.5m巷段处布置安装设备，通过矿用挖掘式装载机（6）将因底臌而处于松散破碎状态的底煤掘起；（十）将步骤（九）掘起的底煤装入矿用挖掘式装载机自身的刮板输送机，经转载式输送机（7）输送至胶带输送机（8），终由采区主运输系统运出。