[发明专利]防治煤柱压缩型冲击地压的方法

说明书

本发明公开了一种防治煤柱压缩型冲击地压的方法，涉及煤矿开采技术领域，主要目的在于能够降低煤柱内高应力集中程度，并能够降低甚至消除因为煤柱高应力造成的严重冲击地压隐患，且能够减小防冲工程量，降低防冲成本。所述方法包括：确定煤柱侧向高应力集中区；采用钻机在第一巷道沿第二巷道方向的煤柱内按预设俯角施工煤层卸压孔，直至煤层卸压孔穿透煤柱；将钻机的钻杆退至高应力集中区的起始点位置处，对煤层卸压孔进行边切割边退钻杆的操作，直至将钻杆退至所述高应力集中区的终止位置处，以对高应力集中区扩孔掏槽，在高应力集中区形成直径远大于煤层卸压孔的空洞，空洞用于释放所述煤柱的应力，起到阻止冲击地压发生的目的。

技术领域

本发明涉及煤矿开采技术领域，特别是涉及一种防治煤柱压缩型冲击地压的方法。

背景技术

煤柱压缩型冲击地压一般发生在巷道内，是由于巷道浅部围岩在高应力作用下积聚了大量压缩弹性能，在一定条件下以突然、急剧、猛烈的形式释放的动力现象，发生时能瞬间释放巨大能量，造成巷道大面积破坏甚至完全闭合。除此之外，还可能诱发更为严重的次生灾害，如瓦斯与煤尘爆炸、底板突水等，严重影响矿井生产与人员生命安全。

目前，通常通过在煤层中施工大量卸压孔的方式防治煤柱压缩型冲击地压。通过卸压孔的变形和破坏能够释放部分能量，同时，这种卸压方式还可以使高应力集中区向巷道深部煤体转移，从而提高巷道的抗冲击能力，起到阻止冲击地压发生的目的。但是，在煤层中施工大量卸压孔，不仅工程量大、投入高，而且受孔径小的限制，卸压范围较小且应力容易重新恢复，导致即使施工了大量的煤层卸压孔，但仍然无法从根本上消除冲击地压灾害。因此，提出一种新的防治煤柱压缩型冲击地压的方法是煤矿安全开采领域亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种防治煤柱压缩型冲击地压的新方法，主要目的在于能够降低煤柱内高应力集中程度，并能够显著降低甚至消除因为煤柱高应力造成的严重冲击地压隐患，且能够减小防冲工程量，降低防冲成本，提高防治效果。

本发明提供了防治煤柱压缩型冲击地压的方法，包括：

确定煤柱侧向高应力集中区；

采用钻机在所述煤柱的第一巷道中沿第二巷道方向的煤柱内按预设俯角施工煤层卸压孔，直至所述煤层卸压孔穿透所述煤柱；

将所述钻机的钻头退至所述高应力集中区的起始点位置处，对所述煤层卸压孔进行边切割边退钻杆的操作，直至将所述钻头退至所述高应力集中区的终止位置处，以对所述高应力集中区扩孔掏槽，在所述高应力集中区形成直径远大于所述煤层卸压孔的空洞，所述空洞用于释放所述煤柱的应力，起到阻止冲击地压发生的目的。

进一步地，所述对所述煤层卸压孔进行边切割边退钻杆的操作，直至将所述钻头退至所述高应力集中区的终止位置处，包括：

关闭所述钻机的高压水泵并向所述钻杆内投一钢球，重新开启所述高压水泵，并逐步加压至预设压力；

在所述高压水泵调整到所述预设压力后，利用安装所述钻头后方的旋转射流器喷出的高压水，对所述煤层卸压孔的周边煤体进行切割，并操作所述钻机按预设速度缓慢退钻杆；

由于第二巷道的标高小于第一巷道，切割下来的煤渣和喷出的水从退钻杆反方向排出至所述第二巷道，直至将所述钻头退至所述高应力集中区的终止位置处，关闭所述钻机的高压水泵。

进一步地，所述确定煤柱侧向高应力集中区，包括：

根据所述煤柱的煤柱宽度，确定钻屑孔深度，并按照所述钻屑孔深度在所述第二巷道内的特定位置施工预设数量的钻屑孔；

施工钻屑孔时，收集孔内排除的煤粉量，每钻进一米后，对这一米钻进过程中排出的煤粉量进行称重和记录；