[发明专利]煤矿高应力区域巷道掘进工作面冲击地压防治方法

说明书

技术领域

本发明属于煤矿巷道掘进技术领域。

背景技术

随着矿井开采深度的增加，开采范围的扩大，开采的边界条件的复杂化，发生在原始应力场、开采形成的动应力场的冲击地压越来越严重，巷道掘进过程的迎头前方常常伴随有构造、煤岩层结构异常、瓦斯异常等，因此，深井构造复杂煤层巷道掘进迎头冲击地压防治是目前需要解决的技术难题。发生在巷道迎头的破坏性冲击地压造成的危险性不断增加，目前这类冲击地压的防治与常规的防治方法没有根本性区别，主要采取解危措施，包括钻孔卸压、普通爆破卸压等措施。随着开采深度增加，这些常规措施在本质上很难达到降低冲击危险程度的目的，同时由于存在隐蔽性的危险，其控制难度异常艰难，目前的手段形成的卸压范围小，造成高应力转移不到位，能量释放不充分，冲击地压难以控制，且容易发生级别较大的能量释放，造成重大的损失。当巷道迎头存在异常高应力区时，实施常规的钻孔爆破和钻孔卸压时，钻进就很困难，解危效果较差。因此高应力、大埋深条件下的巷道迎头冲击地压控制到目前为止还没有从根本上达到完全控制的程度，发明一种采用扩散原理防治巷道迎头(即掘进工作面)冲击地压的技术方法具有重大现实意义。

发明目的

本发明的目的是针对目前深部巷道掘进迎头冲击地压防治问题，提出一种冲击能量“渐次扩散”释放的冲击地压防治方法。

本发明的技术方案是：

第一步：确定冲击地压的防治重点区域

在具有冲击地压危险煤层的掘进巷道工作面，通过类比、相临采场冲击地压显现特征的分析、判定，同时采用深孔钻探手段对掘进前方的煤层进行现场检测，得到冲击危险的趋向性区域，作为巷道掘进迎头冲击地压的防治重点区域；

第二步：大直径深孔破坏煤层，“扩”出卸压“带”

(1)在防治重点区域的巷道工作面，沿着巷道走向，进行第一次大直径钻孔卸压，钻孔直径在80mm以上，钻孔布置方式是，在巷道工作面上布置一排钻孔，一排钻孔分为三组，每组三个钻孔，中间一组钻孔沿着巷道走向钻进，两边的两组钻孔分别向斜前方钻进，钻孔方向与断面夹角为55-65度，每组钻孔的中间一个钻孔为主卸压孔，两侧的钻孔为次卸压孔，先钻三个主卸压孔，孔深大于20m，然后钻次卸压孔，次卸压孔深度小于主卸压孔孔深5m；钻孔后初步卸压，并开始巷道掘进；

(2)巷道掘进5m后，再沿着巷道走向第二次大直径钻孔卸压，钻孔直径在80mm以上，钻孔布置方式是，在巷道工作面上布置一排钻孔，一排钻孔分为三组，每组三个钻孔，中间一组钻孔在第一次原钻孔中继续向前钻进，两边的两组钻孔分别沿着巷道走向钻进，每组钻孔的中间一个钻孔为主卸压孔，两侧的钻孔为次卸压孔，先钻三个主卸压孔，孔深大于20m，然后钻次卸压孔，次卸压孔深度小于主卸压孔孔深5m；钻孔后初步卸压，并开始巷道掘进；钻孔后进一步卸压，并开始巷道掘进；

第三步：常规深孔爆破卸压

巷道掘进5m后，在掘进工作面上和掘进工作面后的两帮上进行常规深孔爆破卸压；爆破时，首先在巷道迎头布置3个爆破卸压孔，在两帮布置4-6个爆破卸压孔，爆破卸压孔的直径42mm，孔深6.0-7.0m，距巷道底板1.0～1.3m，孔间距4-5m，仰角0～3°，装药长度2.0-3.0m，孔内均匀布置2-3个并联的雷管，孔外串联连线，每5个孔一次起爆，进行最终卸压；继续掘进；

掘进期间按照上述步骤边监测、边卸压、边掘进。

本发明的积极效果是：1、通过在高应力煤体内进行深“探”孔，一方面获得冲击危险性的细微分布，另一方面起到初步卸压作用。2、采取深部大直径“扩”孔，将煤体破坏，制造出大的卸压“带”，改变了迎头应力分布，大幅度释放冲击能量。3、采取重叠大直径卸压技术、预留缓冲带，保障了迎头区域掘进期间的安全。4、采取迎头和后路爆破技术，将能量分次释放，从根本上降低破坏性冲击危险性。

附图说明

下面结合附图说明本发明的实施例。

图1是本发明初步卸压孔布置示意图；

图2是本发明第二次卸压孔布置示意图

图3是本发明常规深孔爆破卸压孔示意图。

具体实施方式

如图1-3所示，本发明煤矿高应力区域巷道掘进工作面冲击地压防治方法的具体步骤是：

第一步：确定冲击地压的防治重点区域

在具有冲击地压危险煤层的掘进巷道工作面，通过类比、相临采场冲击地压显现特征的分析、判定，同时采用深孔钻探手段对掘进前方的煤层进行现场检测，得到冲击危险的趋向性区域，作为巷道掘进迎头冲击地压的防治重点区域；