[发明专利]一种大埋深薄基岩区厚煤层综放开采压架突水防治方法

说明书

本发明公开了一种大埋深薄基岩区厚煤层综放开采压架突水防治方法，包括以下步骤：1、采用物探或钻探等措施，获取煤层上方基岩结构和岩层参数；2、基于关键层理论，对煤层上方基岩结构进行分类；3、基于煤层上方基岩的分类结果，分析确定开采工作面覆岩破断结构；4、根据开采工作面覆岩破断结构，计算开采支架合理工作阻力；5、确定水害防治的重点岩层位置和岩层参数；6、根据确定的水害防治的重点岩层位置和岩层参数制定对应的防治措施。本发明能够避免工作面发生压架、溃水事故，导致工作面停产造成巨大经济损失的问题，实现煤矿的安全高效开采。

技术领域

本发明涉及煤矿开采安全技术领域，特别是涉及一种大埋深薄基岩区厚煤层综放开采压架突水防治方法。

背景技术

我国大埋深薄基岩地质条件的煤层储量非常丰富，我国西部矿区、华北矿区等许多矿区都存在这种大埋深薄基岩的特殊地质条件的煤层，这些矿区松散层厚度约200m，基岩厚度甚至在50m以内，煤层一次性开采厚度6m以上，这些矿区的埋藏均比神东深，埋深均大于200m，并且煤层也较厚，采用综采放顶煤开采时条件将比神东、祁东更为复杂，开采将更加困难。如在潞安矿区司马、南寨和经坊的井田范围内存在着较大区域的薄基岩层(小于60m)，其主要特点是基岩薄、岩性较弱，松散层厚，基岩下覆煤层较厚、达6.6m，是典型的薄基岩、厚表土、厚煤层条件。同样的地质条件下，淮北朱仙庄煤矿煤层一次性开采厚度甚至达到了10m，基岩厚度甚至小于40m。在如此困难的条件下，工作面采用综采放顶煤开采后，如果按照传统开采技术设计采场支护参数，基岩中将很难存在基本顶和关键层，不能形成自稳承载结构，工作面将发生压架、溃水事故，导致工作面停产，造成巨大经济损失，无法实现安全高效开采。

发明内容

针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种大埋深薄基岩区厚煤层综放开采压架突水防治方法，能够避免工作面发生压架、溃水事故，导致工作面停产造成巨大经济损失的问题，实现煤矿的安全高效开采。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种大埋深薄基岩区厚煤层综放开采压架突水防治方法，包括以下步骤：

Step1、采用物探或钻探等措施，获取煤层上方基岩结构和岩层参数；

Step2、基于关键层理论，对step1中得到的煤层上方基岩结构进行分类；

Step3、基于step2中对煤层上方基岩的分类结果，分析确定开采工作面覆岩破断结构；

Step4、根据step3中确定的开采工作面覆岩破断结构，计算开采支架合理工作阻力；

Step5、依据step1获取的岩层参数和step3确定的开采工作面覆岩破断类型，确定水害防治的重点岩层位置和岩层参数；

Step6、根据step5确定的水害防治的重点岩层位置和岩层参数制定对应的防治措施。

为了更好的实现本发明，所述step2中，基于关键层理论，对基岩结构进行分类的方法为：

①当覆岩中不存在关键层时，称为超薄基岩；

②当覆岩中存在一层关键层或者存在两层复合关键层时，称为薄基岩；

③当覆岩中存在两层及以上关键层时，称为正常厚度基岩。

进一步的，所述step3中开采工作面覆岩破断结构分别为

A、超薄基岩覆岩破断结构，超薄基岩由于覆岩中没有关键层结构，无法形成砌体梁结构，且受到风氧化的作用，基岩的强度极弱，破断后极易形成应力拱的平衡结构；