专利名称：回采部分断层保护煤柱的方法
技术领域：
本发明涉及一种回采部分断层保护煤柱的方法，具体为一种运用充填开采方法回采部分断层保护煤柱的系列方法，属于煤矿特殊开采技术领域。
背景技术：
煤矿底板突水事故大约80%都和断层有关。解决这一问题，有针对性的一些措施，如注浆改造、探放水和留设防水(保护)煤柱等等，其中留设防水煤柱最为常见。根据规程中的规定，断层防水煤柱留设宽度至少为20m，在某些矿井，由于地质条件恶劣，防水煤柱的宽度甚至超过了 100m。虽然留设保护煤柱提高了煤炭安全回采的保障，但也造成了资源的损失，如果在防水煤柱合理宽度确定后，能用某种特殊方法，在保障安全开采的前提下，再回采出一部分防水煤柱，它不仅减少了煤炭损失，提高了煤炭采出率和煤矿经济效益，对于煤炭储量较少，并且受断层突水威胁的矿井，具有更加重大的意义。防水煤柱的留设可防止断层开采引起断层“活化”，避免含水层的水通过断层与底板导水裂隙沟通，导致底板突水。断层“活化”，还会使不导水断层转化为导水断层，引起工作面顶板或工作面方向上的突水。既想解放出部分断层保护煤柱，减少资源损失，又要避免断层活化造成突水事故，目前尚未给出行之有效的方法措施。但是煤炭为不可再生资源，煤炭开采力度不但加大，减少煤炭损失的研究刻不容缓，针对断层保护煤柱这部分资源损失，有必要进行深入研究，发明出一套科学的回采出部分断层(防水)保护煤柱的方法。
发明内容
本发明提供了一种回采部分断层保护煤柱的方法，目地在于进一步回采出部分断层保护煤柱，最大限度的进行资源的利用。为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是一种回采部分断层保护煤柱的 方法，其运用充填开采的方法置换部分断层保护煤柱，其方法分为四类，具体方法和操作步骤如下a.条带式充填置换回采断层保护煤柱方法断层保护煤柱的合理宽度L确定后，在距离断层L1处，开采煤柱宽度为b，留出条带煤柱a后再采出煤柱宽度b，在开采的同时充填原先的开采空间b;如此循环下去，直到采到距离断层L处，再返回把充填体之间的煤柱采完并充填；b.拱桥式充填置换回采断层保护煤柱方法断层保护煤柱的合理宽度L确定后，在距离断层L2处，开采煤柱宽度为b，留出条带煤柱a后再采出煤柱宽度b，在开采的同时充填原先的开采空间b;如此循环下去，直到采到距离断层L处，再返回把充填体之间的煤柱采完，不再进行充填，让其自行垮落；c.连续式充填置换回采断层保护煤柱方法断层保护煤柱的合理宽度L确定后，在距离断层L3处开采保护煤柱，当控顶宽度达到c时，就在采空区后方充填d，如此循环，遇c充d，直到采到距离断层L处；
d.间隔式充填置换回采断层保护煤柱方法断层保护煤柱的合理宽度L确定后，在距离断层L4处开采保护煤柱，当控顶宽度达到c时，就在采空区后方空e充填山继续开采，当控顶宽度达又达到c时，再在采空区后方空e充填山如此循环下去，直到采到距离断层L处。本发明的优越性在于首次考虑到使用充填开采方法，置换出部分断层保护煤柱；本发明能针对不同地质条件，因地制宜的给出不同的充填方法，在保障安全采出部分断层保护煤柱而不引起突水事故的前提下，留设最小断层保护煤柱。这种方法可广泛的应用于各种地质条件下回采断层保护煤柱的工程实践中，实现资源的最大化利用，能够创造可观的经济价值，更加科学、实用。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。图I为本发明的结构示意图。图2为条带式充填置换回采断层保护煤柱方法示意图。图3为拱桥式充填置换回采断层保护煤柱方法示意图。图4为连续式充填置换回采断层保护煤柱方法示意图。图5为间隔式充填置换回采断层保护煤柱方法示意图。图中1.煤层、2.充填体、3.含水灰岩、4.断层、L.原断层保护煤柱合理宽度、Ltl(L1-L1).充填置换后的最小断层保护煤柱、a.条带煤柱宽度、b.开采宽度、c.最大控顶距、d.充填宽度、e.充填间距。
具体实施例方式本发明是根据煤矿开采相关规定，在断层保护煤柱合理宽度L确定后，采用条带式、拱桥式、连续式和间隔式四种方式，充填置换回采部分断层(防水)保护煤柱，研究充填置换煤柱时，断层顶、底板破坏情况、靠近断层一侧煤柱的塑性变形情况以及采动对断层的影响情况。研究最小剩余煤柱宽度和煤柱回采最大控顶距以及四种系列方法中各自的充填参数，确保采动对顶、底板及断层的影响不足以使工作面顶板、底板或工作面方向上发生突水事故。四种开采方式，具体方法及步骤如下I、条带式充填置换回采断层保护煤柱方法如图2所示，断层保护煤柱的合理宽度L确定后，在距离断层L1处，开采煤柱宽度为b，留出条带煤柱a后再采出煤柱宽度b，在开采的同时充填原先的开采空间b ;如此循环下去，直到采到距离断层L处，再返回把充填体之间的煤柱采完并充填。2、拱桥式充填置换回采断层保护煤柱方法如图3所示，断层保护煤柱的合理宽度L确定后，在距离断层L2处，开采煤柱宽度为b，留出条带煤柱a后再采出煤柱宽度b，在开采的同时充填原先的开采空间b ;如此循环下去，直到采到距离断层L处，再返回把充填体之间的煤柱采完，不再进行充填，让其自行垮落。3、连续式充填置换回采断层保护煤柱方法
如图4所示，断层保护煤柱的合理宽度L确定后，在距离断层L3处开采保护煤柱，当控顶宽度达到c时，就在采空区后方充填d，如此循环，遇c充d，直到采到距离断层L处。4、间隔式充填置换回采断层保护煤柱方法如图5所示，断层保护煤柱的合理宽度L确定后，在距离断层L4处开采保护煤柱，当控顶宽度达到c时，就在采空区后方空e充填d，继续开采，当控顶宽度达又达到c时，再在采空区后方空e充填山如此循环下去，直到采到距离断层L处。上述四种充填置换回采保护煤柱的方法可以在断层正常回采之前，先采出部分的防水煤柱，并进行充填，当采完这部分煤柱时，就可以正常回采防水煤柱之外的断层；也可在煤层开采完后，再回收部分断层保护煤柱。 上述的四类实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种回采部分断层保护煤柱的方法，其特征在于其运用充填开采的方法置换部分断层保护煤柱，其方法分为四类，具体方法和操作步骤如下 a.条带式充填置换回采断层保护煤柱方法 断层保护煤柱的合理宽度L确定后，在距离断层L1处，开采煤柱宽度为b，留出条带煤柱a后再采出煤柱宽度b，在开采的同时充填原先的开采空间b;如此循环下去，直到采到距离断层L处，再返回把充填体之间的煤柱采完并充填； b.拱桥式充填置换回采断层保护煤柱方法 断层保护煤柱的合理宽度L确定后，在距离断层L2处，开采煤柱宽度为b，留出条带煤柱a后再采出煤柱宽度b，在开采的同时充填原先的开采空间b;如此循环下去，直到采到距离断层L处，再返回把充填体之间的煤柱采完，不再进行充填，让其自行垮落； c.连续式充填置换回采断层保护煤柱方法 断层保护煤柱的合理宽度L确定后，在距离断层L3处开采保护煤柱，当控顶宽度达到c时，就在采空区后方充填d，如此循环，遇c充d，直到采到距离断层L处； d.间隔式充填置换回采断层保护煤柱方法 断层保护煤柱的合理宽度L确定后，在距离断层L4处开采保护煤柱，当控顶宽度达到c时，就在采空区后方空e充填山继续开采，当控顶宽度又达到c时，再在采空区后方空e充填山如此循环下去，直到采到距离断层L处。
全文摘要
本发明公开了一种回采部分断层保护煤柱的方法，其运用充填开采的方法置换部分断层保护煤柱，其方法分为四类，分别为条带式充填置换回采断层保护煤柱方法；拱桥式充填置换回采断层保护煤柱方法；连续式充填置换回采断层保护煤柱方法；间隔式充填置换回采断层保护煤柱方法。本发明的优越性在于首次考虑到使用充填开采方法，置换出部分断层保护煤柱；本发明能针对不同地质条件，因地制宜的给出不同的充填方法，在保障安全采出部分断层保护煤柱而不引起突水事故的前提下，留设最小断层保护煤柱。这种方法可广泛的应用于各种地质条件下回采断层保护煤柱的工程实践中，实现资源的最大化利用，能够创造可观的经济价值，更加科学、实用。
文档编号E21C41/16GK102758630SQ20121026234
公开日2012年10月31日 申请日期2012年7月27日 优先权日2012年7月27日
发明者张培森, 张广鹏, 李伟, 杨健, 颜伟 申请人:山东科技大学