[发明专利]一种冲击巷道区立体煤柱传递力显现观测方法

说明书

本发明公开了一种冲击巷道区立体煤柱传递力显现观测方法，包括如下步骤：步骤一、立体煤柱影响边界分析：根据立体煤柱赋存条件、开采历史背景、巷道布置与煤柱空间关系、矿压与岩层移动观测数据，初步确定立体煤柱影响边界；步骤二、巷道观测钻孔施：根据本煤层巷道布置，在巷道进入煤柱影响区前后，分别施工位移观测基点，基点埋入深度一致；步骤三、位移变化观测：利用刚弦震动频率，反算基点之间的位移变化，出现位移突变的情况，可视为煤柱传递力的显现，也是冲击危险区。

技术领域

本发明属于煤矿开采技术领域，具体为一种冲击巷道区立体煤柱传递力显现观测方法。

背景技术

冲击地压是我国煤矿最严重的灾害之一。由于我国煤矿地质条件复杂多变，断层等构造多、煤层厚度变化大，水患严重，煤层开采常常遗留一些大的、不规则煤柱，对下部煤层开采造成严重冲击地压威胁。影响冲击地压的因素包括构造、埋深、顶板、煤层硬度、开采因素等，其中开采因素造成的不合理煤柱问题是量大面广的冲击地压最普遍的影响因素，特别是深部立体煤柱作用在冲击危险煤层、坚硬顶板的条件下的巷道冲击地压尤为严重，且容易在采掘活动中发生冲击灾害事故。如何解决立体煤柱型冲击地压，是煤矿面临的重大技术难题。这种条件下冲击地压采取常规的改进巷道布置、煤层注水、强支护、煤层强卸压、断顶、断底等措施，很难达到完全控制的程度。随着开采深度增加，特别是煤柱距离煤层较近、存在构造时，预测冲击危险的范围与危险性是防控冲击的前提条件。因此立体煤柱条件下的冲击巷道区域冲击地压预测与控制是急需解决的重大课题。

目前，该条件下冲击地压危险范围预测跟常规采场基本一致，主要包括矿压观测、微震、钻屑法等，由于深部条件下的立体煤柱不规则性、岩层组合差异性大，常规观测方法难以定量。到目前为止，还没有针对立体煤柱条件下冲击危险煤层，对上部煤柱的传递力显现形成有效观测方法。常规方法的常规监测技术很难定量预判冲击危险范围。需要结合巷道施工工程，进行巷道后路连续观测，获取相关煤柱应力传递显现的观测。

发明内容

（一）解决的技术问题

本发明的目的是针对立体煤柱条件下冲击危险范围难以量化的情况，提出一种采用相对位移变化的煤柱传递力显现的观测方法。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种冲击巷道区立体煤柱传递力显现观测方法，包括如下步骤：

步骤一、立体煤柱影响边界分析：根据立体煤柱赋存条件、开采历史背景、巷道布置与煤柱空间关系、矿压与岩层移动观测数据，初步确定立体煤柱影响边界；

步骤二、巷道观测钻孔施工：根据本煤层巷道布置，在巷道进入煤柱影响区前后，分别施工位移观测基点，基点埋入深度一致；

步骤三、位移变化观测：利用刚弦震动频率，反算基点之间的位移变化，出现位移突变的情况，可视为煤柱传递力的显现，也是冲击危险区。

本发明的积极效果是：

1、通过对立体煤柱区域的岩层移动、压力传播角的观测，结合煤柱层间距，可初步确定煤柱影响边界；

2、通过在本煤层巷道布置观测基点，进行相对位移观测，能高精度观测到基点位移变化，以此判断煤柱传递力的显现。

附图说明

图1是煤柱影响边界示意图，图2钻孔布置示意图，其中图2a为基点布置平面图，图2b为基点布置示意图， 图3是位移曲线。

具体实施方式

本发明实施例提供一种冲击巷道区立体煤柱传递力显现观测方法，包括步骤如下：

一、根据立体煤柱区域具体工作面地质开采条件、矿压报告等资料，结合具体岩层移动数据，确定煤柱影响区域，A是煤柱，B是煤柱影响区，见图1；

二、根据本煤层巷道施工进度，分别在影响区内外布置观测基点，基点深度参数、施工工艺等完全一致。基点间距15-20m，深度2.5-3m，见图2。