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专利号: 202010026930X
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种房式采煤法采空区遗留煤柱充填加固方法,其特征在于:通过房式采煤法采空区遗留煤柱赋存特征,以及煤岩体的物理力学参数,进行数值分析确定遗留煤柱需要加固的区域及范围,通过地面钻井自流自滞、多次充填胶结充填材料的方式,形成采空区支撑柱,对多个局部区域的遗留煤柱进行定点加固,具体步骤如下:S1、调研、收集房式采煤法采空区遗留煤柱矿井采矿地质资料,得到遗留煤柱的赋存特征;并进行煤岩体取样,测试物理力学参数;

S2、根据煤岩体测试的物理力学参数,构建房式采煤法采空区遗留煤柱长时蠕变稳定性数值分析模型,确定一个遗留煤柱加固区域的钻井中心点O;并得到O点附近遗留煤柱应力载荷与遗留煤柱加固区域理论半径的关系,选取合适的遗留煤柱加固区域理论半径R;

S3、基于遗留煤柱的赋存特征及遗留煤柱加固区域理论半径R,模拟岩层移动计算结果及基本顶破断来压实测步距,确定相邻遗留煤柱加固区域的钻井中心点O的间隔L1,通过地面套管钻井方式,每间隔距离L1定点施工充填钻井;

S4、布置地面胶结充填材料制备与运输系统,多个遗留煤柱加固区域循环作业,采用垂直自流自滞、分次充填的方法,形成采空区支撑柱,完成井下区域遗留煤柱的加固。

2.根据权利要求1所述的房式采煤法采空区遗留煤柱充填加固方法,其特征在于:每个遗留煤柱加固区域覆盖若干遗留煤柱。

3.根据权利要求2所述的房式采煤法采空区遗留煤柱充填加固方法,其特征在于:每个遗留煤柱加固区域充填的胶结充填材料体积:V≥f(πhR2-V1)

式中:h为遗留煤柱加固的高度;

V1为遗留煤柱加固区域范围内的煤柱体积;

f为充填富余系数。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的房式采煤法采空区遗留煤柱充填加固方法,其特征在于:所述遗留煤柱的赋存特特征包括采空区遗留煤柱区域的工作面宽度W和推进长度L2;遗留煤柱尺寸;煤层埋深H;煤层倾角

5.根据权利要求4所述的房式采煤法采空区遗留煤柱充填加固方法,其特征在于:所述的煤层埋深H为50~300m,煤层倾角 为0~8°。

6.根据权利要求5所述的房式采煤法采空区遗留煤柱充填加固方法,其特征在于:相邻遗留煤柱加固区域的钻井中心点O的间隔L1为50~200m。