缓倾斜煤层的揭煤方法与流程

本发明涉及隧道工程，尤其涉及一种缓倾斜煤层的揭煤方法。

背景技术：

1、随着交通基础设施的全面推进，尤其是高速铁路以顺直的大半径曲线穿山越岭，线路不可避免地穿越大量的煤系地层。隧道穿越煤层时，发生煤与瓦斯突出的风险很大。煤与瓦斯突出伴随的强大冲击力，不仅会破坏隧道结构、通风系统，甚至可能导致瓦斯突出、窒息或爆炸，严重威胁隧道的安全施工。故在隧道施工前需将煤层揭开，以将煤层内的瓦斯释放并排出。

2、现目前在隧道施工常常会遇见存在一定的倾斜角度的缓倾斜煤层设置于地层中，由于缓倾斜煤层存在一定的倾斜角度，现有的施工方法不能一次性将缓倾斜煤层完全揭开，通常是将缓倾斜煤层分为多个部分，再将多个部分的缓倾斜煤层依次揭开，步骤繁琐，且耗时较长。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于：提供一种缓倾斜煤层的揭煤方法，旨在解决现有技术中，现有的施工方法不能一次性将缓倾斜煤层完全揭开，步骤繁琐，且耗时较长的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种缓倾斜煤层的揭煤方法，所述缓倾斜煤层的揭煤方法包括：

4、初步判断所述缓倾斜煤层的煤层面的位置及倾斜角度，并确定第一工作面和第二工作面的位置及倾斜角度；其中，所述第一工作面、所述第二工作面和所述煤层面互相平行设置，且第一工作面、所述第二工作面和所述煤层面朝靠近所述煤层面的方向依次间隔设置；

5、采用台阶法将地层开挖至所述第一工作面；

6、自所述第一工作面采用三台阶法将所述地层开挖至所述第二工作面；

7、在所述第二工作面朝靠近所述煤层面的方向开挖形成导坑；

8、在所述导坑中进行爆破以将所述缓倾斜煤层揭开，并所述缓倾斜煤层中的瓦斯排出。

9、可选地，所述采用台阶法将地层开挖至所述第一工作面的步骤包括：

10、采用台阶法形成两个台阶将所述地层开挖至第一工作面；其中，两个所述台阶分别为上台阶和下台阶；

11、所述自所述第一工作面采用三台阶法将所述地层开挖至第二工作面的步骤包括：

12、自所述第一工作面将上台阶分为第一台阶和第二台阶，所述第一台阶和所述第二台阶以及所述下台阶形成三个台阶，采用三台阶法将所述地层开挖至所述第二工作面。

13、可选地，所述自所述第一工作面将上台阶分为第一台阶和第二台阶，所述第一台阶和所述第二台阶以及所述下台阶形成三个台阶，采用三台阶法将所述地层开挖至所述第二工作面的步骤包括：

14、将所述上台阶分为第一台阶分为所述第一台阶和所述第二台阶；其中，所述第一台阶、所述第二台阶和所述下台阶形成三个台阶；

15、根据所述缓倾斜煤层的倾斜角度确定所述第一台阶的长度和所述第二台阶的长度；

16、根据确定的所述第一台阶的长度和所述第二台阶的长度将所述上台阶开挖形成所述第一台阶和所述第二台阶；

17、自所述第一工作面采用三台阶法将所述地层开挖至所述第二工作面。

18、可选地，所述在所述第二工作面朝靠近所述煤层面的方向开挖形成导坑的步骤包括：

19、在所述第二工作面的所述第一台阶和所述第二台阶的交界处，沿水平方向朝靠近所述煤层面的方向开挖形成所述导坑。

20、可选地，所述采用台阶法将地层开挖至所述第一工作面的步骤包括：

21、采用台阶法将所述地层开挖至第一检测面；

22、在所述第一检测面对所述地层进行超前地质预报，以准确获取所述煤层面的位置以及倾斜角度，并修正所述第一工作面和所述第二工作面的位置及倾斜角度；

23、自所述第一检测面采用台阶法将所述地层开挖至所述第一工作面。

24、可选地，所述在所述第一检测面对所述地层进行超前地质预报，以准确获取所述煤层面的位置以及倾斜角度，并修正所述第一工作面和所述第二工作面的位置及倾斜角度的步骤包括：

25、自所述第一检测面对所述地层朝靠近所述缓倾斜煤层的方向钻孔取芯获取待检测地质体；

26、对待检测地质体进行检测，完成所述地层进行超前地质预报，以准确获取所述煤层面的位置以及倾斜角度，并修正所述第一工作面和所述第二工作面的位置及倾斜角度。

27、可选地，所述自所述第一检测面采用台阶法将所述地层开挖至所述第一工作面的步骤包括；

28、自所述第一检测面采用台阶法将所述地层开挖至第二检测面；

29、在所述第二检测面对所述地层中的所述缓倾斜煤层进行突出危险性预测，并判断检测结果是否满足设计要求和规范要求；

30、当突出危险性检测的检测结果满足设计要求和规范要求时，根据超前地质预报获取的所述煤层面的倾斜角度，自所述第二检测面采用台阶法将所述地层开挖至所述第一工作面。

31、可选地，所述在所述第二检测面对所述地层中的所述缓倾斜煤层进行突出危险性预测，并判断检测结果是否满足设计要求和规范要求的步骤，还包括：

32、当突出危险性检测的检测结果不满足设计要求和规范要求时，对所述缓倾斜煤层进行防突治理，直至满足设计要求和规范要求。

33、可选地，所述第一检测面、所述第二检测面、所述第一工作面和所述第二工作面互相平行设置，且所述第一检测面、所述第二检测面、所述第一工作面和所述第二工作面朝靠近所述煤层面的方向依次排列设置，所述第一检测面与所述煤层面的距离为20m，所述第二检测面与所述煤层面的距离为10m，所述第一工作面与所述煤层面的距离为5m，所述第二工作面与所述煤层面的距离为2m。

34、可选地，所述在所述第二工作面朝靠近所述煤层面的方向开挖形成导坑的步骤之前，还包括：

35、在所述第二工作面施作支护结构。

36、本发明提供的上述一个或多个技术方案，可以具有如下优点或至少实现了如下技术效果：

37、本发明提出的一种缓倾斜煤层的揭煤方法，通过初步判断出缓倾斜煤层的煤层面位置和煤层的倾斜角度，再根据判断所得的煤层面的位置和煤层的倾斜角度确定第一工作面和第二工作面的位置以及倾斜角度，先采用台阶法将地层开挖至平行于煤层面的第一工作面，再采用三台阶法将地层开挖至平行于煤层面的第二工作面，由于第二工作面距离煤层面较近，采用三台阶法能够更精确地将地层开挖至第二工作面，可以有效地避免超挖地层并导致地层厚度较薄不能满足后续爆破需求。在第二工作面开挖地层形成导坑，在导坑内埋设炸药进行爆破，以将导坑周围的地层一次性全部爆破开，实现了对缓倾斜煤层的一次性揭开，完成了对缓倾斜煤层内瓦斯的释放，步骤简单，耗时较短。

技术特征：

1.一种缓倾斜煤层的揭煤方法，其特征在于，所述缓倾斜煤层的揭煤方法包括：

2.如权利要求1所述的缓倾斜煤层的揭煤方法，其特征在于，所述采用台阶法将地层开挖至所述第一工作面的步骤包括：

3.如权利要求2所述的缓倾斜煤层的揭煤方法，其特征在于，所述自所述第一工作面将上台阶分为第一台阶和第二台阶，所述第一台阶和所述第二台阶以及所述下台阶形成三个台阶，采用三台阶法将所述地层开挖至所述第二工作面的步骤包括：

4.如权利要求2所述的缓倾斜煤层的揭煤方法，其特征在于，所述在所述第二工作面朝靠近所述煤层面的方向开挖形成导坑的步骤包括：

5.如权利要求1至4中任一项所述的缓倾斜煤层的揭煤方法，其特征在于，所述采用台阶法将地层开挖至所述第一工作面的步骤包括：

6.如权利要求5所述的缓倾斜煤层的揭煤方法，其特征在于，所述在所述第一检测面对所述地层进行超前地质预报，以准确获取所述煤层面的位置以及倾斜角度，并修正所述第一工作面和所述第二工作面的位置及倾斜角度的步骤包括：

7.如权利要求5所述的缓倾斜煤层的揭煤方法，其特征在于，所述自所述第一检测面采用台阶法将所述地层开挖至所述第一工作面的步骤包括；

8.如权利要求7所述的缓倾斜煤层的揭煤方法，其特征在于，所述在所述第二检测面对所述地层中的所述缓倾斜煤层进行突出危险性预测，并判断检测结果是否满足设计要求和规范要求的步骤，还包括：

9.如权利要求8所述的缓倾斜煤层的揭煤方法，其特征在于，所述第一检测面、所述第二检测面、所述第一工作面和所述第二工作面互相平行设置，且所述第一检测面、所述第二检测面、所述第一工作面和所述第二工作面朝靠近所述煤层面的方向依次排列设置，所述第一检测面与所述煤层面的距离为20m，所述第二检测面与所述煤层面的距离为10m，所述第一工作面与所述煤层面的距离为5m，所述第二工作面与所述煤层面的距离为2m。

10.如权利要求1至4中任一项所述的缓倾斜煤层的揭煤方法，其特征在于，所述在所述第二工作面朝靠近所述煤层面的方向开挖形成导坑的步骤之前，还包括：

技术总结
本发明公开了一种缓倾斜煤层的揭煤方法，涉及隧道工程领域，包括初步判断所述缓倾斜煤层的煤层面的位置及倾斜角度，并确定第一工作面和第二工作面的位置及倾斜角度；其中，所述第一工作面、所述第二工作面和所述煤层面互相平行设置，且第一工作面、所述第二工作面和所述煤层面朝靠近所述煤层面的方向依次间隔设置；采用台阶法将地层开挖至所述第一工作面；自所述第一工作面采用三台阶法将所述地层开挖至所述第二工作面；在所述第二工作面朝靠近所述煤层面的方向开挖形成导坑；在所述导坑中进行爆破以将所述缓倾斜煤层揭开，并所述缓倾斜煤层中的瓦斯排出。本发明缓倾斜煤层的揭煤方法实现了一次性将缓倾斜煤层完全揭开，步骤简单，且耗时短。

技术研发人员：郑仕跃,柯善剑,王建安,戴勇,周靖尧
受保护的技术使用者：中海建筑有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15