[发明专利]一种煤矿冲击地压防治的护壁式钻孔卸压方法

摘要

本发明公开了一种煤矿冲击地压防治的护壁式钻孔卸压方法，采用小直径穿透钻孔与大直径卸压钻孔相结合的方式，在保护煤巷锚网支护系统的稳定性的前提下实现浅部支承压力卸载和峰值支承压力向深部煤体转移；利用小直径穿透钻孔接近穿透浅部煤壁，减小对浅部煤壁中锚网支护结构的影响，避免煤壁中的锚网支护失效而导致煤壁破坏失稳。在小直径穿透钻孔穿过煤壁支承压力卸压区时，扩大钻孔直径进行大直径钻孔卸载和转移煤壁浅部较高的支承压力。从而不仅有效防止冲击地压，同时能防止回采巷道煤壁发生失稳破坏的情况。

主权项

1.一种煤矿冲击地压防治的护壁式钻孔卸压方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：A、在煤矿工作面前方沿回采巷道一定距离的实体煤壁上，采用钻孔应力计对该处的实体煤壁进行地应力探测，将探测结果结合煤层埋深和地质资料通过数值模拟方法，得出该处实体煤壁内部实体煤的支承压力分布规律并绘制出支承压力分布曲线，然后根据分布曲线确定该处实体煤中支承压力卸压区、峰前增压区、峰后压力区以及原岩应力区的各自分布范围和该范围内的实体煤的支承压力大小；B、在煤矿工作面对煤岩体进行现场取样，在实验室内对煤岩样进行力学特性测试，测试的力学特性包括单轴抗压强度、三轴抗压强度以及煤岩体强度随围压的变化规律；根据测试结果评估采煤工作面前方实体煤的冲击倾向性，以及钻孔卸压对实体煤的扰动破坏特性；C、根据步骤A得出的实体煤支承压力卸压区的范围，并结合步骤B得出的煤岩体的力学特性，确定实体煤支承压力卸压区中钻孔对实体煤的扰动破坏作用规律，进而分析得出在保证实体煤中锚网支护结构稳定性条件下的最大钻孔直径和最大钻孔深度，然后根据最大钻孔直径和最大钻孔深度确定穿透支承压力卸压区的钻孔孔径和钻孔深度的取值范围，并在该范围内选取煤壁表面穿透钻孔的钻孔孔径和钻孔深度；D、根据步骤A得出的实体煤支承峰前增压区和峰后压力区的范围，并结合步骤B得出的煤岩体的力学特性，确定钻孔对该范围内实体煤的支承压力的峰前增压区、峰值支承压力和峰后压力区的卸压作用规律，进而分析得出在防止冲击地压产生的条件下的最小钻孔直径和钻孔深度，然后根据最小钻孔直径和钻孔深度确定在支承峰前增压区和峰后压力区中卸压钻孔的钻孔孔径和钻孔深度的取值范围，并在该范围内选取卸压钻孔的钻孔孔径和钻孔深度；E、根据步骤C确定的穿透钻孔的钻孔孔径和钻孔深度，采用可变钻头直径的钻机并调节成所需的钻头直径后对实体煤进行穿透钻孔，直至穿透钻孔达到确定的钻孔深度后停止钻进；此时钻头穿透支承压力卸压区达到支承峰前增压区；F、根据步骤D确定的卸压钻孔的钻孔孔径和钻孔深度，旋转钻头并调整钻头的直径对该处钻孔进行扩孔，直至达到卸压钻孔的钻孔孔径停止钻头直径的调整，然后开始进行钻进，直至达到确定的钻孔深度后停止，将钻头直径恢复后将其从穿透钻孔中取出，完成一次穿透钻孔与卸压钻孔的组合施工；G、在工作面前方回采巷道的实体煤壁上，每间隔相等距离重复步骤E和F完成一次穿透钻孔与卸压钻孔的组合施工，最终完成护壁式钻孔卸压过程。