[发明专利]高位长、短距离钻孔联动防控冲击地压与瓦斯涌出的方法

说明书

本发明涉及一种高位长、短距离钻孔联动防控冲击地压与瓦斯涌出的方法，包括在煤矿井下回采工作面巷道的掘进过程中，沿工作面中部布置工艺巷，使之与工作面的上、下顺槽形成“U+L”形的通风系统，该种通风系统，更加简单、稳定、可靠；工艺巷内施工顶板超前深孔预裂爆破孔，上顺槽靠上帮、下顺槽靠下帮施工工作面上、下两个端头超前预裂孔对煤层和煤层顶板实施预裂爆破，防治工作面冲击地压灾害的发生，预裂爆破使得煤层的顶板产生大量的次生裂隙，进而为工作面回采期间在工艺巷和上顺槽内施工的长距离、短距离高位钻孔抽采卸压瓦斯提供了良好的通道，可大幅度降低回采期间工作面回风隅角瓦斯涌出强度，切实保障工作面的安全、高效开采。

技术领域

本发明涉及一种煤矿井下冲击地压与瓦斯共生灾害的防治技术，具体为一种高位长、短距离钻孔联动防控冲击地压与瓦斯涌出的方法。

背景技术

我国是世界上最大的煤炭生产与消费国，煤炭储量占世界的45.7%，居世界第一位，煤炭产量约占世界总产量的38.2%。煤炭在我国的能源结构中占有重要地位，约占60%左右，对我国经济发展具有重要意义。但是，我国又是世界上煤矿事故最严重的国家，尤其是瓦斯灾害事故，约占煤矿事故总数的35%以上。瓦斯灾害事故的发生，造成了大量的人员伤亡和财产损失，严重制约了矿井安全生产。近年来，随着我国煤矿由浅部水平逐渐转入深部水平开采，深部区域煤岩动力灾害越来越严重，同时深部开采使得矿井采场地应力增大，煤岩动力灾害逐渐凸显，由此导致影响瓦斯灾害发生的因素变得更为复杂，逐渐呈现瓦斯灾害与其他灾害耦合发生的趋势。尤其是煤层上方存在坚硬顶板的情况下，冲击地压的发生造成的矿压显现与瓦斯异常涌出，给工作面安全开采造成严重威胁。

目前，现有技术存在以下问题：

（1）传统的具有冲击地压的高瓦斯矿井回采工作面的通风系统普遍采用“U+工艺巷”的巷道布置方式，易造成工作面采掘串联通风，且影响工作面上隅角瓦斯治理。

（2）工艺巷施工期间如遇局部通风机停止运转等情况，需对工艺巷内气体进行排放，影响工作面综采生产；工艺巷超前预裂爆破顶板时采用集中爆破方式，爆破产生的有毒有害气体浓度高，对工作面安全生产造成影响，所以爆破期间需停止工作面作业，人员撤离至安全地点。

（3）工艺巷超前预裂爆破后，造成煤体大量破碎，长时间供风容易造成煤体氧化升温，采取保护性封闭措施后， 待工作面回采至工艺巷处，需提前进行启封，造成材料和人力投入成本增加并影响正常生产作业。

（4）具有冲击地压灾害的矿井工作面顶板普遍坚硬，“U+工艺巷”通风方式下的工艺巷爆破效果不佳，工作面上端头顶板垮落不及时，甚至工作面采空区大面积悬顶，造成瓦斯涌出量比以往都大。

有鉴于此，本发明提供了一种高位长、短距离钻孔联动防控冲击地压与瓦斯涌出的方法，解决了煤矿井下冲击地压与瓦斯涌出联动防控的问题，具有通风系统简单、稳定、可靠，且钻孔工程量小的优点。

发明内容

本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种工作面通风系统简单、稳定、可靠，且钻孔工程量小的工艺巷长距离高位钻孔协同回风巷短距离高位钻孔的高位长、短距离钻孔联动防控冲击地压与瓦斯涌出的方法。

技术方案：本发明的高位长、短距离钻孔联动防控冲击地压与瓦斯涌出的方法，包括以下步骤：

步骤a）在工作面中部施工工艺巷，使之与工作面的上顺槽、下顺槽以及开切巷形成“U+L”形的通风系统，避免风流短路；

步骤b）工作面回采前，在上顺槽下帮、下顺槽上帮及工艺巷两帮施工顶板超前深孔预裂爆破孔，排距为10m，炮眼布置垂直于巷道中心线，确保预爆破超前工作面100m完成，并超前工作面50m完成爆破；在工艺巷两帮，每间隔5m施工工艺巷煤层松动爆破孔，炮眼布置垂直于工艺巷巷道中心线；