[发明专利]用于矿井局部抗冲击地压的巷道支护-围岩充填协同方法

说明书

本发明公开了一种用于矿井局部抗冲击地压的巷道支护‑围岩充填协同方法，涉及煤矿巷道支护技术领域。该方法包括：首先在巷道两帮的中间位置打泄压钻孔，在泄压钻孔的末端设置钻孔应力计，通过钻孔应力计来监测该段巷道是否存在冲击地压危害，若存在冲击地压灾害则在其上方再布置泄压钻孔；之后通过锚杆对巷道围岩进行初次支护；通过注液孔向腔体内注入非牛顿流体，直到注满，继续注入的非牛顿流体流入巷道围岩周围的泄压钻孔中，待泄压钻孔内注满非牛顿流体后，腔体和泄压钻孔中的非牛顿流体形成整体性结构，当巷道变形时泄压钻孔和腔体内的非牛顿流体共同起到让压变形作用。本发明方法可对具有冲击地压的巷道或者区域进行支护。

技术领域

本发明涉及煤矿巷道支护技术领域，具体涉及一种适用于矿井局部或原有应力集中构造区的巷道及围岩充填一体化方法。

背景技术

随着煤矿开采强度和深度的增加，冲击地压矿井数量和冲击危险程度显著增加，因此，其安全程度倍受重视。冲击地压会造成以下危害：第一、严重损坏巷道，瞬间使巷道断面收缩变小，损坏支架，严重时使巷道合拢；第二、严重损坏巷道，瞬间使巷道断面收缩变小，损坏支架，严重时使巷道合拢；第三、摧毁通风设施，强大的冲击波摧毁风门和掘进工作面的风筒；第四、造成人员伤亡，人员大部分受撞击、冲击波等伤害；第五、可能引发瓦斯涌出等次生灾害。

目前现有技术针对冲击地压主要是采用局部卸压的方式来应对，局部卸压解危方法分别通过制造变形空间、释放弹性能和改变煤岩体物理力学性质，降低煤岩体应力集中，但其卸压范围有限，无法从根本上消除应力集中。因此，卸压解危区域经常因应力转移，短时间内再次形成应力集中，导致卸压时效性和效果降低。

此外，现有技术中的支护通常是采用初次支护和二衬支护的方式，如喷射混凝土支护的方式，这种支护方式虽然可以对巷道起到支护的作用，但是喷射过程中所产生的粉尘对施工人员身体健康造成威胁，而且施工周期长，因此，针对上述现有技术中的支护方式和局部泄压来抗冲击地压的方式需进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于矿井局部抗冲击地压的巷道支护-围岩充填协同方法，通过将非牛顿流体注入腔体和巷道周围的泄压钻孔中，形成整体性结构，当巷道变形时，泄压钻孔中的非牛顿流体和腔体中的非牛顿流体可共同起到让压变形的作用。

一种用于矿井局部抗冲击地压的巷道支护-围岩充填协同方法，依次包括以下步骤：

a、在巷道两帮的中间位置打泄压钻孔，在泄压钻孔的末端设置钻孔应力计；

b、通过步骤a的钻孔应力计来监测该段巷道是否存在冲击地压危害，若监测到该巷道存在冲击地压危害时，在巷道两帮的上侧位置再打泄压钻孔；

c、通过向巷道围岩内打锚杆的方式对巷道围岩进行初次支护，在巷道周围形成一个整体且稳定的岩石带；

d、构建巷道支护区

包括腔体和位于腔体内的非牛顿流体，在腔体内壁设置有流体压力计，在所述的腔体上设置有注液孔，注液孔连接有注液管，注液管与注液泵连接，注液泵连接储液箱；所述的腔体的外围通过铁丝网进行加固，在腔体的下方布置钢支架对其进一步固定；

e、通过注液孔向腔体内注入非牛顿流体，直到注满，继续注入的非牛顿流体流入巷道围岩周围的泄压钻孔中，待泄压钻孔内注满非牛顿流体后，腔体和泄压钻孔中的非牛顿流体形成整体性结构，当巷道变形时泄压钻孔和腔体内的非牛顿流体共同起到让压变形作用；

f、当流体压力计指示等于ρgh时，关闭注液泵停止注入非牛顿流体，当流体压力计指示小于ρgh时，开启注液泵向腔体内注入非牛顿流体；

上述的ρgh中，ρ为非牛顿流体密度，g为重力加速度、h为巷道壁流体压力计位置与巷道顶端的高度差。

上述技术方案直接带来的有益技术效果为：