近距上煤层工作面开切眼顶板控制方法技术

本发明专利技术提供一种近距上煤层工作面开切眼顶板控制方法，在上煤层开采前，通过对上煤层开切眼位置上方的顶板进行切断，改变顶板的覆岩结构，待上煤层开采推过开切眼后达到顶板初次垮落步距后覆岩会自动垮落到采空区，不再形成以上煤层切眼煤柱帮为支撑面的覆岩承载结构，这样一来下煤层开采推进到上煤层采空区区域附近，由于提前切断破坏了上煤层覆岩结构而不再将过量载荷传递到下煤层顶板，进而避免了下煤层围岩遭受强烈动载作用而引起的强烈矿压，消除了回采工作面采场和两巷强烈动载压力，保证了下煤层的开采安全，实现近距煤层安全高效开采。全高效开采。全高效开采。

【技术实现步骤摘要】
近距上煤层工作面开切眼顶板控制方法


[0001]本专利技术涉及煤矿开采
，尤其涉及一种近距上煤层工作面开切眼顶板控制方法。

技术介绍

[0002]顶板事故乃煤矿安全高发事故不容小视，导致煤矿采场或巷道顶板冒漏事故的原因多种多样，但由煤层开挖引起强烈采动应力作用为其重要产生原因。近距煤层因其赋存的特殊性，上煤层开采对下煤层顶板扰动破坏加剧了下煤层顶板的不稳定性，特别对于较薄层间距近距煤层，下煤层开采过程更易诱发顶板冒漏等安全事故。大量近距煤层开采矿区发现，下煤层工作面由实体煤区推进到上煤层采空区位置附近，下煤层工作面采场和巷道均显现出强烈的矿压显现趋势，工作面液压支架被压死、支架前方端头顶板漏顶、采煤机被掩埋，两巷围岩大变形破坏严重难维护，甚至顶板冒落等严重影响工作面回采的顶板事故时有发生。
[0003]近距离下煤层开采工作面切眼因其断面跨度大、顶板不易管理等原因往往外错布置于上煤层工作面开切眼实体煤下方，如此布置方式下煤层由开切眼推进必然面临由上煤层实体煤区过渡到采空区的开采过程，由实体煤区推进到采空区过渡区域，下煤层采场和两巷均会显现出强烈的矿压显现特征，严重甚至会导致工作面液压支架压架停产、回采巷道顶板剧烈变形垮落冒顶等安全事故，严重影响并危害着下煤层工作面的安全生产。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种近距上煤层工作面开切眼顶板控制方法，用以解决现有技术中因上煤层开切眼位置覆岩空间结构的存在导致下煤层开采到上煤层采空区区域附近，引起下煤层采场和巷道遭受上煤层覆岩再次失稳破坏产生强烈矿压作用导致的安全风险，实现近距煤层安全高效开采。
[0005]本专利技术提供一种近距上煤层工作面开切眼顶板控制方法，包括如下步骤：
[0006]在上煤层和下煤层分别设置开切眼，下煤层的开切眼位于上煤层开切眼相对于开挖方向的另一侧；
[0007]在上煤层开采前，对上煤层开切眼位置上方的顶板进行切断，改变顶板的覆岩结构，以使上煤层开采推过其开切眼位置后顶板自动垮落到采空区。
[0008]根据本专利技术的一个实施例，所述对上煤层开切眼位置上方的顶板进行切断的步骤包括：根据上煤层开切眼位置在顶板确定切顶线，根据切顶线对上煤层开切眼位置上方的覆岩层顶板进行切断。
[0009]根据本专利技术的一个实施例，所述对上煤层开切眼位置上方的顶板进行切断的步骤为通过水力压裂切顶步骤对上煤层开切眼位置上方的顶板进行切顶处理。
[0010]根据本专利技术的一个实施例，所述水力压裂切顶步骤包括：
[0011]对上煤层开切眼位置上方的顶板进行钻孔，对钻孔进行水力压裂，以使顶板的覆
岩结构沿开切眼布置方向断裂。
[0012]根据本专利技术的一个实施例，所述钻孔竖直设置。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，所述钻孔沿开切眼布置方向间隔排列，相邻所述钻孔间距为4
‑
8米。
[0014]根据本专利技术的一个实施例，所述钻孔深度为30
‑
50米。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，所述对上煤层开切眼位置上方的顶板进行切断的步骤为对上煤层开切眼位置上方的顶板进行水力压裂切顶处理。
[0016]根据本专利技术的一个实施例，所述切顶线沿上煤层开切眼布置方向竖直设置，所述切顶线与开切眼位置间距小于3米。
[0017]根据本专利技术的一个实施例，在开切眼布置方向上，所述切断长度大于下煤层开切眼长度。
[0018]本专利技术提供的近距上煤层工作面开切眼顶板控制方法，在上煤层和下煤层分别设置开切眼，下煤层的开切眼位于上煤层开切眼相对于开挖方向的另一侧；在上煤层开采前，通过对上煤层开切眼位置上方的顶板进行切断，改变顶板的覆岩结构，待上煤层开采推过开切眼后达到顶板初次垮落步距后覆岩会自动垮落到采空区，不再形成以上煤层切眼煤柱帮为支撑面的覆岩承载结构，这样一来下煤层开采推进到上煤层采空区区域附近，由于提前切断破坏了上煤层覆岩结构而不再将过量载荷传递到下煤层顶板，进而避免了下煤层围岩遭受强烈动载作用而引起的强烈矿压，消除了回采工作面采场和两巷强烈动载压力，保证了下煤层的开采安全，实现近距煤层安全高效开采。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本专利技术提供的近距上煤层工作面开切眼顶板控制方法的步骤流程图；
[0021]图2是本专利技术提供的近距上下煤层开切眼布置示意图；
[0022]图3是未切顶近距上煤层采后切眼覆岩结构及应力分布图；
[0023]图4是切顶后近距上煤层开采后切眼覆岩结构及应力分布图。
[0024]附图标记：
[0025]1、切顶钻孔；2、上煤层开切眼；3、下煤层开切眼；4、采空区；A/D、原岩应力区；B、应力增高区；C、应力降低区。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、
“
下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0028]在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术实施例中的具体含义。
[0029]在本专利技术实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0030]在本说明书的描述中，参考术语“一个实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近距上煤层工作面开切眼顶板控制方法，其特征在于，包括如下步骤：在上煤层和下煤层分别设置开切眼，下煤层的开切眼位于上煤层开切眼相对于开挖方向的另一侧；在上煤层开采前，对上煤层开切眼位置上方的顶板进行切断，改变顶板的覆岩结构，以使上煤层开采推过其开切眼位置后顶板自动垮落到采空区。2.根据权利要求1所述的近距上煤层工作面开切眼顶板控制方法，其特征在于，所述对上煤层开切眼位置上方的顶板进行切断的步骤包括：根据上煤层开切眼位置在顶板确定切顶线，根据切顶线对上煤层开切眼位置上方的覆岩层顶板进行切断。3.根据权利要求1所述的近距上煤层工作面开切眼顶板控制方法，其特征在于，所述对上煤层开切眼位置上方的顶板进行切断的步骤为通过水力压裂切顶步骤对上煤层开切眼位置上方的顶板进行切顶处理。4.根据权利要求3所述的近距上煤层工作面开切眼顶板控制方法，其特征在于，所述水力压裂切顶步骤包括：对上煤层开切眼位置上方的顶板进行钻孔，对钻孔进行水力压裂，以使顶板的覆岩结构沿开切眼布置方向断裂。5.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张剑，张红义，任硕，李中伟，
申请(专利权)人：霍州煤电集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：