專利名稱：與采動覆巖分區(qū)隔離注漿充填相匹配的采煤速度控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工作面采煤速度控制方法，尤其是一種與采動覆巖分區(qū)隔離注漿充填相匹配的工作面采煤速度控制方法，屬于注漿充填開采建筑物下壓煤技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著煤礦安全、高效、集約化開采逐漸推行，煤炭資源開發(fā)中面臨的資源枯竭問題日趨嚴(yán)重，特別是部分礦區(qū)資源逐漸枯竭，建筑物下采煤問題愈發(fā)突出。同時煤礦傳統(tǒng)的垮落式開采方法也帶來一系列環(huán)境問題，如地表塌陷、建筑物破壞等。采動覆巖分區(qū)隔離注漿充填采煤是解決上述建筑物下壓煤開采與地表環(huán)境破壞問題的有效技術(shù)方法之一。其中，注漿充填工程質(zhì)量控制是該項技術(shù)方法的一個關(guān)鍵點(diǎn)，例如，鉆孔注漿充填量與工作面的采煤速度匹配控制。傳統(tǒng)的離層注漿充填，較少涉及對工作面采煤速度控制問題。而實(shí)際工程中，對于采煤工作面的特定區(qū)域，注漿鉆孔布置方式(主要是鉆孔數(shù)量)一經(jīng)確定，受鉆孔孔徑等因素的限制，整個注漿系統(tǒng)的最大注漿流量也即確定，大于該流量進(jìn)行注漿時極易導(dǎo)致注漿鉆孔發(fā)生堵孔事故；在注漿系統(tǒng)最大注漿流量確定的情況下，為了使采煤工作面各部分均能得到有效充填，保證注漿充填效果，必須控制工作面采煤速度與注漿充填相匹配，若工作面某部分采煤速度過快，一定注漿速度條件下必須導(dǎo)致這部分的充填率將減小，以至達(dá)不到設(shè)計要求，導(dǎo)致該區(qū)域開采時地表下沉加快，影響整個工作面的沉陷控制效果，這正是以往注漿充填工作面未將采煤速度控制在與注漿充填相匹配的范圍內(nèi)導(dǎo)致地表沉陷較快的原因。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中的不足之處，提供一種方法簡單、易操作、效果好的與采動覆巖分區(qū)隔離注漿充填相匹配的工作面采煤速度控制方法。技術(shù)方案:本發(fā)明的與采動覆巖分區(qū)隔離注漿充填相匹配的工作面采煤速度控制方法，包括如下步驟:
a、根據(jù)采煤工作面的地質(zhì)信息，設(shè)定采煤工作面漿體的擴(kuò)散半徑；
b、按照擴(kuò)散半徑的擴(kuò)散區(qū)域?qū)⒉擅汗ぷ髅娣譃槿舾蓚€分段，在采煤工作面每個分段內(nèi)布置一組注漿鉆孔，一組注漿鉆孔為I個主注漿鉆孔和I個輔注漿鉆孔，設(shè)定每一組注漿鉆孔每天的粉煤灰通過量P;
C、根據(jù)采煤工作面分段內(nèi)注漿鉆孔每天的粉煤灰通過量α由公式'v=q/mm計算出采煤速度，
式中^為采煤速度，7為采煤工作面寬度，I為煤層采高j為采煤工作面減沉率，盧為采煤工作面充填系數(shù)；
d、依次對采煤工 作面的若干個分段進(jìn)行開采，開采過程中按照設(shè)定的注漿鉆孔每天的粉煤灰通過量G，控制采煤速度小于計算出的采煤速度^通過主、輔注漿鉆孔對采煤工作面上方地層中的離層進(jìn)行注漿充填，直至采煤工作面注漿充填結(jié)束。
所述設(shè)定的每一組注漿鉆孔每天的粉煤灰通過量^為600 1500m3/d ；
所述的采煤工作面減沉率萬為80% 95% ；
所述的采煤工作面充填系數(shù)β為0.6 0.7。有益效果:由于采用了上述技術(shù)方案，在實(shí)施采動覆巖分區(qū)隔離注漿充填采煤時，將工作面采煤速度控制在與注漿充填相匹配的范圍之內(nèi)，保證了采煤工作面各分段均能夠得到有效充填、達(dá)到設(shè)計充填率，解決了以往工作面注漿充填時由于缺乏對采煤速度有效控制導(dǎo)致采煤工作面某一分段開采時(即注漿工程中某一時期)地表沉陷過快的問題，保證工作面開采過程中地表沉陷得到有效控制。其方法簡單，操作方便，控制采沉陷效果好，具有廣泛的實(shí)用性。
具體實(shí)施例方式下面對本發(fā)明的一個實(shí)施例作進(jìn)一步的描述:
本發(fā)明的與采動覆巖分區(qū)隔離注漿充填相匹配的工作面采煤速度控制方法:
a、根據(jù)采煤工作面的地質(zhì)信息，設(shè)定采煤工作面漿體的擴(kuò)散半徑；
b、按照擴(kuò)散半徑的擴(kuò)散區(qū)域?qū)⒉擅汗ぷ髅娣譃槿舾蓚€分段，在采煤工作面每個分段內(nèi)布置一組注漿鉆孔，一組注漿鉆孔為I個主注漿鉆孔和I個輔注漿鉆孔，設(shè)定每一組注漿鉆孔每天的粉煤灰通過量Q ;設(shè)定的每一組注漿鉆孔每天的粉煤灰通過量^為600 1500m3/d ；
C、根據(jù)采煤工作面分段內(nèi)注漿鉆孔每天的粉煤灰通過量A由公式'v=QKLMEβ~)計算出采煤速度，
式中^為采煤速度， 7為采煤工作面寬度，I為煤層采高j為采煤工作面減沉率，盧為采煤工作面充填系數(shù)，所述的采煤工作面減沉率A為80% 95% ;所述的采煤工作面充填系數(shù)盧為0.6 0.7 ;
d、依次對采煤工作面的若干個分段進(jìn)行開采，開采過程中按照設(shè)定的注漿鉆孔每天的粉煤灰通過量G，控制采煤速度小于計算出的采煤速度^通過主、輔注漿鉆孔對采煤工作面上方地層中的離層進(jìn)行注漿充填，直至采煤工作面注漿充填結(jié)束。實(shí)施例1、以某煤礦366工作面為例:
1、首先設(shè)定366工作面漿體的擴(kuò)散半徑。366工作面上覆地層以泥巖、砂巖互層為主，砂巖單層厚度較小，不存在典型的厚硬巖層，故地層屬于中硬偏軟弱地層結(jié)構(gòu)。這種地層條件下，衆(zhòng)體的擴(kuò)散半徑W取中間值，設(shè)定為150m ;
2、對366工作面進(jìn)行分段。按照擴(kuò)散半徑/P，沿走向方向?qū)?66工作面分為若干段；如366工作面走向長度為280m，擴(kuò)散半徑為150m，據(jù)此將366工作面分為兩段，第一段、第二段長度分別150m、130m ；366工作面開米之前,在工作面各分段上方的地表布置一組注衆(zhòng)鉆孔，一組注漿鉆孔為I個主注漿鉆孔和I個輔注漿鉆孔；由于366工作面屬于軟弱地層結(jié)構(gòu)，因此設(shè)定每組注漿鉆孔每天的粉煤灰通過量G為800m3/d ；
3、根據(jù)采煤工作面分段內(nèi)注漿鉆孔每天的粉煤灰通過量A由公式..V=Q/{LMEβ~)計算出366工作面各分段的采煤速度^根據(jù)366工作面各分段內(nèi)主注漿鉆孔和輔注漿鉆孔每天的粉煤灰通過量0為800m3/d、366工作面寬度Z為120m、煤層采高#為3.5m、基于366工作面上方建筑物的保護(hù)要求設(shè)定采煤工作面減沉率A為85%并設(shè)定采煤工作面充填系數(shù)盧為0.7，由V=Q/HMEβ)計算出366工作面各分段的采煤速度^為3.2m/d ；
《P》 4、依次對366工作面的第一、第二分段進(jìn)行開采，開采過程中按照設(shè)定的注漿鉆孔每天的粉煤灰通過量1000m3/d通過注漿鉆孔對采煤工作面上方地層中的離層進(jìn)行注漿充填，開采過程中控制366工作面采煤速度小于3.2m/d。
權(quán)利要求
1.一種與采動覆巖分區(qū)隔離注漿充填相匹配的采煤速度控制方法，其特征在于: a、根據(jù)采煤工作面的地質(zhì)信息，設(shè)定采煤工作面漿體的擴(kuò)散半徑； b、按照擴(kuò)散半徑的擴(kuò)散區(qū)域?qū)⒉擅汗ぷ髅娣譃槿舾蓚€分段，在采煤工作面每個分段內(nèi)布置一組注漿鉆孔，一組注漿鉆孔為I個主注漿鉆孔和I個輔注漿鉆孔，設(shè)定每一組注漿鉆孔每天的粉煤灰通過量P; C、根據(jù)采煤工作面分段內(nèi)注漿鉆孔每天的粉煤灰通過量α由公式'v=q/mm計算出采煤速度， 式中^為采煤速度，7為采煤工作面寬度，I為煤層采高j為采煤工作面減沉率，盧為采煤工作面充填系數(shù)； d、依次對采煤工作面的若干個分段進(jìn)行開采，開采過程中按照設(shè)定的注漿鉆孔每天的粉煤灰通過量G，控制采煤速度小于計算出的采煤速度^通過主、輔注漿鉆孔對采煤工作面上方地層中的離層進(jìn)行注漿充填，直至采煤工作面注漿充填結(jié)束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的與采動覆巖分區(qū)隔離注漿充填相匹配的采煤速度控制方法，其特征在于:所述設(shè)定的每一組注漿鉆孔每天的粉煤灰通過量^為600 1500m3/d。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的與采動覆巖分區(qū)隔離注漿充填相匹配的采煤速度控制方法，其特征在于:所述的采煤工作面減沉率萬為80% 95%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的與采動覆巖分區(qū)隔離注漿充填相匹配的采煤速度控制方法，其特征在于:所述的采煤工作面充填系數(shù)β為0.6 0.7。
全文摘要
一種與采動覆巖分區(qū)隔離注漿充填相匹配的采煤速度控制方法，根據(jù)采煤工作面的地質(zhì)信息，設(shè)定采煤工作面漿體的擴(kuò)散半徑R；按照擴(kuò)散半徑R的擴(kuò)散區(qū)域?qū)⒉擅汗ぷ髅娣譃槿舾蓚€分段，在采煤工作面每個分段內(nèi)布置一組注漿鉆孔，開采過程中按照設(shè)定的注漿鉆孔每天的粉煤灰通過量Q，控制采煤速度小于計算出的采煤速度v，將工作面采煤速度控制在與注漿充填相匹配的范圍之內(nèi)，使采煤工作面各分段均能夠得到有效充填并達(dá)到設(shè)計充填率，解決了地表沉陷過快的問題，保證了工作面開采過程中地表沉陷得到有效控制。其方法簡單，操作方便，沉陷控制效果好。
文檔編號E21C41/18GK103147758SQ201210164928
公開日2013年6月12日 申請日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者許家林, 軒大洋, 倪建明, 喻懷君, 路軍 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)