[发明专利]一种特厚煤层分层开采开切眼冲击地压联合防治结构及方法

说明书

本发明公开了一种特厚煤层分层开采开切眼冲击地压联合防治结构及方法，属于煤矿开采领域，解决了工作面开切眼内瓦斯聚集、顶板垮落、冲击地压灾害的问题。本发明在特厚煤层分层开采的工作面开切眼及两道超前工作面的岩石顶板设有多组岩石顶板爆破卸压孔组，在开切眼正上方及前方的顶煤中设有多组顶煤弱化孔组，在开切眼的采空区侧设有多组煤体爆破卸压孔组。防治方法：岩石顶板爆破断顶卸压；顶煤爆破预裂弱化；开切眼采空区侧煤体爆破卸压。本发明对开切眼位置各功能巷道进行合理布置，分析应力分布，解决了开切眼应力集中，通道变形、底臌等问题，避免顶板大面积冲击灾害。

技术领域

本发明属于煤矿开采领域，具体涉及一种特厚煤层分层开采开切眼冲击地压联合防治结构及方法。

背景技术

特厚煤层分层开采的矿井，特别是煤层赋存条件复杂，断层发育，矿井存在冲击地压、煤与瓦斯突出等多灾害矿井，在防冲和防突工作中，传统回采工艺已经难以适应当前企业发展需要，特别当前是不可再生资源急速减少，国家要求稳产保供，能供尽供，煤价居高不下，瓦斯和冲击地压事故时有发生，安全面临严峻考验，特厚煤层分层开采的综采放顶煤工作面开切眼前方0～20 m范围，初采初放期间，只割煤不放顶煤，瓦斯大量积聚在开切眼后方，大面积顶板垮落，可能造成瓦斯压出伤人，顶板跌落冲击，给矿井带来巨大损失。目前国内无成熟技术解决此类问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种特厚煤层分层开采开切眼冲击地压联合防治结构，以解决工作面开切眼内瓦斯聚集、顶板垮落、冲击地压灾害的问题。

本发明的另一目的是提供一种特厚煤层分层开采开切眼冲击地压联合防治方法。

本发明的技术方案是：一种特厚煤层分层开采开切眼冲击地压联合防治结构，在特厚煤层分层开采的工作面开切眼及两道超前工作面的岩石顶板设有多组岩石顶板爆破卸压孔组，多组岩石顶板爆破卸压孔组沿开切眼长度方向布置，每组岩石顶板爆破卸压孔组由多个岩石顶板爆破卸压孔组成；在开切眼正上方及前方的顶煤中设有多组顶煤弱化孔组，多组顶煤弱化孔组沿开切眼长度方向布置，每组顶煤弱化孔组由多个顶煤弱化孔组成，顶煤弱化孔上端不超过煤岩连接线；在开切眼的采空区侧设有多组煤体爆破卸压孔组，多组煤体爆破卸压孔组沿开切眼长度方向布置。

作为本发明的进一步改进，每组煤体爆破卸压孔组由一个平孔和一个斜孔组成，斜孔向下倾斜，平孔和斜孔在同一平面内。

作为本发明的进一步改进，斜孔与平孔之间的夹角为45°。

作为本发明的进一步改进，平孔距离开切眼底板1.0 m～1.5 m，斜孔上端距离开切眼底板0.2m～0.3 m。

作为本发明的进一步改进，每组顶煤弱化孔组中的各顶煤弱化孔在同一平面内且与水平面呈不同角度，角度范围为15°～90°，孔径为42 mm～75 mm，开切眼前方的顶煤弱化孔下端距离开切眼底板1 m～1.5 m。

进一步地，对于急倾斜特厚煤层，每组岩石顶板爆破卸压孔包括3个岩石顶板爆破卸压孔，3个岩石顶板爆破卸压孔在同一平面内且与水平面呈不同角度，角度范围为45°～90°，孔径为75mm～100mm，孔深为40m～60m。

进一步地，对于近水平特厚煤层，每组岩石顶板爆破卸压孔包括3个岩石顶板爆破卸压孔，3个岩石顶板爆破卸压孔在同一平面内且与水平面呈不同角度，角度范围为45°～90°，孔径为75mm～100mm，孔深为煤层直接顶的厚度的三分之二。

一种特厚煤层分层开采开切眼冲击地压联合防治方法，包括以下步骤：

A、岩石顶板爆破断顶卸压：在特厚煤层分层开采的工作面开切眼及两道超前工作面的岩石顶板施工多组岩石顶板爆破卸压孔组，每组岩石顶板爆破卸压孔组由3个岩石顶板爆破卸压孔组成，3个岩石顶板爆破卸压孔在同一平面内且与水平面呈不同角度，角度范围为45°～90°，孔径为75mm～100mm，在每个岩石顶板爆破卸压孔中装炸药，进行爆破；