[发明专利]用于大倾角煤层顶板灾害的治理方法

权利要求书

1.一种用于大倾角煤层顶板灾害的治理方法，其特征在于：包括以下步骤，

a对工作面开采煤层切眼处(1)的顶板(2)进行浅孔拉槽爆破，弱化切眼处的顶板(2)；

b分别通过回风巷(3)和运输巷(4)顺槽，按一定步距对工作面煤层顶板进行超前深孔弱化爆破，以超前弱化工作面的顶板(2)，并跟进进行开采；

c利用工作面的回风巷(3)尾巷上隅角处对顶板(2)进行爆破处理，冒落所述工作面采空区上隅角尾巷的顶板(2)回填工作面采空区的上隅角三角区；

依此类推，按上述的步距根据采煤推进度，重复上述步骤b和步骤c的工作，直到弱化和冒落完成整个工作面开采煤层的顶板(2)，这样便完成了一个大倾角煤层顶板灾害的治理工作，

在步骤c中，对工作面采空区上隅角尾巷顶板进行冒落爆破时，采用仰角炮孔组(8)和水平角炮孔组(9)分别进行冒落爆破，所述的仰角炮孔组(8)和所述的水平角炮孔组(9)位于所述回风巷顶板的同一横截面内；所述的仰角炮孔组(8)由两个炮孔(6)构成，所述的两个炮孔(6)沿所述回风巷(3)横截面呈扇形的布置在所述的回风巷顶板内，其整体布置位置靠近所述工作面采空区上隅角处；所述的水平角炮孔组(9)由四个炮孔(6)构成，所述四个炮孔(6)的中心线呈锥台的布置在所述工作面采空区上隅角尾巷顶板内，其整体布置位置为所述锥台的尾部靠近所述回风巷(3)的顶板。

2.根据权利要求1所述的用于大倾角煤层顶板灾害的治理方法，其特征在于：步骤a中，在对工作面开采煤层切眼处的顶板(2)进行拉槽爆破时，采用沿煤层倾斜方向延伸的单排拉槽炮孔进行弱化爆破；步骤b中，对工作面开采煤层顶板进行超前弱化爆破时，在运输巷(4)内顺槽按上述步距采用倾斜向上，伸入所述工作面开采煤层顶板的双层双排弱化炮孔爆破，在回风巷(3)内顺槽按上述步距采用倾斜向下，沿所述回风巷横截面伸入所述工作面开采煤层顶板的单排弱化炮孔爆破。

3.根据权利要求2所述的用于大倾角煤层顶板灾害的治理方法，其特征在于：在拉槽爆破中，相邻两个拉槽炮孔之间的孔距与单一个炮孔爆破后的压碎区半径与裂隙区直径之和相适应，

其中，所述的压碎区半径

式中：R_c——压碎区半径(m)；

ρ_s——岩石密度(kg/m³)；

c_p——岩石纵波速度(m/s)；

r_b——炮孔半径(m)；

D——炸药爆速(m/s)；

σ₀——多向应力条件下岩石强度(Pa)；

所述的裂隙区半径

式中：R_p——裂隙区半径(m)；

p_j——作用于炮孔壁的准静压力(Pa)；

σ_t——岩石的抗拉强度(Pa)；

r_b——炮孔半径(m)；

r_c——装药半径(m)；

D——炸药爆速(m/s)；

ρ_s——岩石密度(kg/m³)；

并且每一个炮孔的深度在2-3m之间。

4.根据权利要求2所述的用于大倾角煤层顶板灾害的治理方法，其特征在于：步骤b的超前弱化爆破中，在运输巷(4)内顺槽按所述步距采用双层双排弱化炮孔爆破时，双层双排弱化炮孔组(5)内的各炮孔(6)的孔距和排距均为0.5m，其中最上一层炮孔(6)距运输巷(4)顶壁的距离不超过0.6m；在回风巷(3)内顺槽按所述步距，采用沿所述回风巷横截面方向布置的单排弱化炮孔组(7)包括的炮孔(6)至少3个，在每一单排弱化炮孔组(7)中，相邻两个炮孔(6)之间的孔距不小于0.4m，其中最上面一个炮孔(6)距回风巷(3)顶壁的距离不超过0.5m。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的用于大倾角煤层顶板灾害的治理方法，其特征在于：在运输巷(4)内相邻两组双层双排弱化炮孔组(5)沿运输巷(4)顺槽方向的步距，与在回风巷(3)内相邻两组单排弱化炮孔组(7)沿回风巷(3)顺槽方向的步距相适应，并且均不超过25m。