[发明专利]一种降载减撬防治大倾角煤层群冲击地压的方法

说明书

本发明公开了一种降载减撬防治大倾角煤层群冲击地压的方法，包括：在矿井布置微震监测系统，对微震事件空间分布进行监测，获取矿井的微震事件空间分布规律；构建矿井的三维数值模型，进行静载应力计算，模拟煤层群开采过程中采动应力分布，确定峰值采动应力所在位置；根据微震事件空间分布监测结果和采动应力分布模拟结果，确定大倾角煤层群压撬应力集中区；在压撬应力集中区布置爆破孔；对爆破孔进行装药并引爆，实现应力集中区卸压。本发明可准确判断大倾角煤层群开采过程中应力集中区，及时且精准化进行有效卸压，降低冲击地压危险性和冲击地压防治成本，适用于大倾角煤层群开采。

技术领域

本发明涉及冲击地压灾害防治技术领域，特别涉及一种降载减撬防治大倾角煤层群冲击地压的方法。

背景技术

冲击地压作为煤矿井下主要的煤岩动力灾害之一，其破坏性大，常造成井巷设备损坏，人员伤亡。随着东部水平和缓倾斜煤层储量的减少，开采深度的加深，政府开始批准对西部煤岩赋存条件复杂的大倾角煤层进行开采。大倾角煤层由于特殊的煤岩赋存条件，冲击地压在浅部就开始显现，显现特征与缓倾斜煤层存在显著差异，尤其是在煤层群开采过程中。因此，研究针对大倾角煤层群冲击地压防治方法是冲击地压防治的关键。

国内外专家针对冲击地压防治展开了大量研究，提出了许多卓有成效的方法，为世界各国冲击地压防治提供了支撑，其中爆破卸压是煤矿冲击地压防治最常用的方法。大倾角煤层由于特殊的覆岩结构，使用前人提出的针对水平和缓倾斜煤层的爆破卸压方法常造成人力和物力的浪费，卸压效果不明显，冲击地压依然频发。同时，现有的针对一些倾斜煤层的爆破卸压方法的爆破孔仅沿巷道围岩斜向上打孔，且每个孔深一致，导致有的孔相对应力集中区较浅，卸压效果不明显，有的孔过深，造成成本过高。大倾角煤层群在开采过程中会形成悬空坚硬顶板和层间坚硬岩柱，悬空围岩的弯曲变形对下部煤体会产生压撬效应，导致巷道上方和下方压撬区域都产生应力集中区，应力集中区位置与小倾角煤层存在显著差异。可见，有必要提出一种适用于大倾角煤层群冲击地压防治的爆破卸压方法，精准化卸压，提高卸压效果，降低成本。

发明内容

本发明提供了一种降载减撬防治大倾角煤层群冲击地压的方法，以实现对大倾角煤层群开采过程中应力集中区有针对性的开展卸压，降低冲击地压危险。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种降载减撬防治大倾角煤层群冲击地压的方法，包括：

步骤1，在待实施冲击地压灾害防治的矿井布置微震监测系统，对所述矿井的微震事件空间分布进行监测，获取所述矿井的微震事件空间分布规律；

步骤2，构建所述矿井的三维数值模型，对所述矿井进行静载应力计算，模拟煤层群开采过程中采动应力分布，确定所述矿井中峰值采动应力所在的位置；

步骤3，根据所述步骤1的微震事件空间分布监测结果和所述步骤2的采动应力分布模拟结果，确定大倾角煤层群压撬应力集中区；

步骤4，在所述步骤3确定的压撬应力集中区布置爆破孔；

步骤5，对所述步骤4布置的爆破孔进行装药并引爆，实现应力集中区卸压。

进一步地，所述步骤3中压撬应力集中区包括挤压应力集中区和撬动应力集中区；所述挤压应力集中区为煤层顶板对煤体挤压产生的应力集中区；所述撬动应力集中区为煤层群间岩柱对煤体的撬动产生的应力集中区。

进一步地，所述步骤4中，在压撬应力集中区布置爆破孔，包括：

分别在挤压应力集中区的顶板和撬动应力集中区的层间岩柱布置爆破孔。

进一步地，所述分别在挤压应力集中区的顶板和撬动应力集中区的层间岩柱布置爆破孔，包括：在顶板巷顶板侧和层间岩柱巷的岩柱侧各布置一排。