[发明专利]一种窗口介入法判断超前破碎顶板煤层冲击危险性的方法

说明书

本发明公开了一种窗口介入法判断超前破碎顶板煤层冲击危险性的方法，包括如下步骤：步骤一、危险区域确定：根据煤层顶板具体条件、冲击地压影响因素、冲击地压危险性评价结果，结合具体矿压监测数据，确定危险区域；步骤二、人为窗口介入技术：对于破碎顶板的煤层采场，在危险区域进行巷道扩帮，然后两帮预置窄支架，将支架安装压力传感器；支架前后布置，破碎顶板处需要用木材护顶；步骤三、窗口内支架阻力增阻速度判断冲击危险性：连续观测支架压力情况，出现多个相邻支架压力突变时作为冲击危险性预警。

技术领域

本发明属于煤矿开采技术领域，具体为一种窗口介入法判断超前破碎顶板煤层冲击危险性的方法。

背景技术

矿山开采引起的顶板（冲击地压）事故是矿山重大灾害事故之一，随着开采深度增加、大采高开采技术的应用，开采过程中经常出现顶板破碎现象，造成局部或大面积冒顶事故，不但影响生产，而且造成安全隐患。我国煤矿常见顶板事故，包括回采工作面设备安装及推进过程中的顶板事故，掘进工作面推进过程中的顶板事故及巷道维修过程中的事故三个部分。随着开采深度增加、大采高开采机械化的推广应用，如果煤层还具有冲击危险性，则会导致顶板动压灾害，由于破碎顶班条件下存在操作困难、危险性难以控制等缺陷，造成设备停机时间长，冒顶处理不及时，往往诱发二次灾害，导致顶板控制的恶性循环，且容易发生大范围的顶板事故，造成重大的损失。当采场存在异常高应力区和复杂构造时，冲击危险也较严重。因此多构造、高应力、大埋深条件下的破碎顶板下冲击地压预测与控制是需要急需解决的课题。

目前，该条件下冲击地压危险性预测跟一般工作面基本一致，主要包括微震、钻屑法、电磁辐射、应力在线、矿压观测等，其针对性、可靠性较差。到目前为止，还没有针对破碎顶板的具体条件，对冲击危险性形成针对性、具体性的预测方法。常规方法的常规监测技术很难定量预警超前破碎顶板煤层开采的冲击危险性，很难监测破碎顶板造成的应力分布。需要进行人工介入方法，避开破碎顶板的影响，进行冲击危险性前兆信息的提前预知。

发明内容

（一）解决的技术问题

本发明的目的是针对超前破碎顶板条件下冲击危险难以判定、观测的情况，提出一种人为窗口介入技术与预置支架相结合的判断冲击危险的方法。

（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：一种窗口介入法判断超前破碎顶板煤层冲击危险性的方法，包括如下步骤：

步骤一、危险区域确定：根据煤层顶板具体条件、冲击地压影响因素、冲击地压危险性评价结果，结合具体矿压监测数据，确定危险区域；

步骤二、人为窗口介入技术：对于破碎顶板的煤层采场，在危险区域进行巷道扩帮，然后两帮预置窄支架，将支架安装压力传感器；支架前后布置，破碎顶板处需要用木材护顶；

步骤三、窗口内支架阻力增阻速度判断冲击危险性：连续观测支架压力情况，出现多个相邻支架压力突变时作为冲击危险性预警。

本发明的积极效果是：

1、通过对具体破碎顶板采场的多因素冲击危险性分析和实际矿压监测，确定冲击危险区域；

2、针对破碎顶板巷道的松动效应，采取人为窗口介入技术，在危险测试区域布置多组支架，监测其受到静动载荷时的压力变化，避开破碎顶板的影响；

3、通过连续观测支架矿压变化，结合微震等其他监测数据，以多组支架阻力发生突变进行冲击危险性实时预警。

附图说明

图1是冲击危险区域示意图，图2钻孔窗口设计示意图， 图3是支架阻力曲线。

具体实施方式

本发明实施例提供一种窗口介入法判断超前破碎顶板煤层冲击危险性的方法，包括步骤如下：

一、根据破碎顶板采场地质开采条件、冲击地压危险性评价报告等资料，结合具体矿压观测数据，确定冲击危险区域，见图1；