[发明专利]一种区域性防治煤与瓦斯突出的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种区域性防治煤与瓦斯突出的方法，尤其适用于具有煤与瓦斯突出危险性煤层区域性防治煤与瓦斯突出。

背景技术

我国对能源需求大，其中煤炭提供了超过70%的能源，大量具有煤与瓦斯突出危险性的煤层必须坚持开采才能满足国民生产需求。煤与瓦斯突出可以造成巨大的人员伤亡和财产损失，为了防治煤与瓦斯突出事故的发生，目前主要有开采保护层和区域预抽两种区域性防突方法，虽然开采保护层效果显著，但是只适用于煤层群条件，此外当保护层和被保护层层间距超过保护范围之后，被保护层卸压不充分，消突效果不理想；由于我国煤层透气性普遍较差，区域预抽效果往往不理想，不能及时有效的消除煤与瓦斯突出危险性。在开采保护层和区域预抽煤层瓦斯不能快速有效消除煤与瓦斯突出危险性时，如何通过其他可行方法来实现突出危险煤层区域防突一直是现场亟待解决的问题。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种方法简单、消突效果好、能降低采掘工作面应力集中的区域性防治煤与瓦斯突出的方法， 

技术方案：本发明一种区域性防治煤与瓦斯突出的方法，包括以下步骤： 

a、按矿井断层和褶皱分布划分采区，使采区边界尽量为断层或褶皱的轴部；

b、按照常规的地应力测试方法，测试出采区范围内沿水平方向的最大地应力方向；

当所测沿水平方向的最大地应力方向与煤层走向的夹角小于45°时，沿煤层倾向布置采区进风巷和采区回风巷，并掘进，再沿煤层走向布置工作面进风巷道和工作面回风巷道，并掘进，使工作面沿走向回采；

当所测沿水平方向的最大地应力方向与煤层走向的夹角大于45°时，沿煤层走向布置采区进风巷和采区回风巷，并掘进，再沿煤层倾向布置工作面进风巷道和工作面回风巷道，并掘进，使工作面沿倾向回采。

有益效果：研究表明地应力为稳定的非稳定场，在大范围内地应力场存在较大差异，而在某个较小范围内地应力场相对稳定。本发明通过合理划分采区，将断层或褶皱轴部作为采区边界，使得同一采取处于同一地质单元内，能使在同一采区范围之内地应力场相对稳定，水平最大地应力场方向基本一致。由于煤层工作面回采主要沿走向或倾向，通过优化煤层回采方向，使得煤层巷道平行于沿水平方向的最大地应力方向，可降低巷道端头地应力集中，从整体上降低了巷道掘进过程中的煤与瓦斯突出危险性。本发明从整个矿井和采区系统的优化设计的角度出发，可以从整体上降低煤矿煤与瓦斯突出危险性，适应范围广，效果显著。

附图说明

图1是沿水平方向的最大地应力方向与煤层走向的夹角小于45°时采区工作面布置图；

图2是沿水平方向的最大地应力方向与煤层走向的夹角大于45°时采区工作面布置图；

图中：1-工作面进风巷道，2-工作面回风巷道，3-采区回风巷，4-采区进风巷，5-采区，6-工作面。

具体实施方式

下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的描述： 

本发明的区域性防治煤与瓦斯突出的方法，首先根据矿井煤层赋存条件，按矿井断层和褶皱分布划分采区5，使采区5边界尽量为断层或褶皱的轴部，当有多个断层或褶皱时，选择相对较大的断层和褶皱的轴部作为采区边界，避免采区内有能够严重改变地应力场的断层和褶皱，使得同一采区处于同一地质单元，确保同一采区内水平最大地应力沿同一方向。按照常规的已有地应力测试方法，如地应力解除法、水力压裂法、或者声发射法等相对成熟的地应力测试技术，测试出采区5范围内沿水平方向的最大地应力方向；由于采区5内工作面回采方向主要沿走向或者倾向开采，工作面6沿哪个方向开采的同时主要煤层巷道，如工作面进风巷道1和工作面回风巷道2，也将沿那个方向掘进，当沿水平方向的最大地应力方向与巷道轴向夹角不同时将在巷道端头产生不同的地应力集中，而导致煤与瓦斯突出危险性不同。

为了降低煤与瓦斯突出危险性，当所测沿水平方向的最大地应力方向与煤层走向的夹角小于45°时，沿煤层倾向布置采区进风巷4和采区回风巷3，并掘进，再沿煤层走向布置工作面进风巷道1和工作面回风巷道2，并掘进，使工作面6沿走向回采；当所测沿水平方向的最大地应力方向与煤层走向的夹角大于45°时，沿煤层走向布置采区进风巷4和采区回风巷3，并掘进，再沿煤层倾向布置工作面进风巷道1和工作面回风巷道2，并掘进，使工作面6沿倾向回采。

由于采区进风巷4和采区回风巷3一般为岩石巷道，无煤与瓦斯突出危险性；而工作面进风巷道1和工作面回风巷道2一般为煤层巷道，通过使得这些煤层巷道更倾向于平行于沿水平方向的最大地应力方向，从而达到降低煤巷掘进和工作面回采过程中煤与瓦斯突出危险性的目的。