[发明专利]基于定向钻孔超前高压注水的巨厚煤层精准解危增产方法

说明书

本发明公开了一种基于定向钻孔超前高压注水的巨厚煤层精准解危增产方法，包括步骤：一、巷道的卸压掘进施工；二、划分分煤层回采工作面卸压回采施工段；三、对卸压回采施工段进行超前注水卸压施工；四、对当前卸压回采施工段进行冲击危险性的测量；五、对当前卸压回采施工段进行补充卸压；六、对当前卸压回采施工段进行回采施工；七、对下一个卸压回采施工段的长距离定向超前卸压钻孔组进行修正并实施超前注水卸压回采施工。本发明使强冲击倾向性巨厚煤层中的巷道段始终在半包围式注水卸压区内掘进，有利于提高掘进速度，防止冲击地压灾害的发生；同时实现顶煤层注水软化和卸压，达到卸压防冲的目的；此外还能提高顶煤的冒放性，增加煤炭产量。

技术领域

本发明属于煤矿开采技术领域，具体涉及一种基于定向钻孔超前高压注水的巨厚煤层精准解危增产方法。

背景技术

我国煤炭资源丰富，煤层厚度大，尤其是西北地区煤田赋存较多巨厚煤层，甚至有单层厚度200m以上的巨厚煤层。随着对煤炭资源需求量的进一步增加，煤矿开采深度和强度不断增加，同时冲击地压等自然灾害加重，有些矿井灾害耦合叠加，重大风险不确定性居高难下，防治难度进一步加大。尤其在强冲击倾向性巨厚煤层分层综放开采中，矿井受煤层冲击倾向性、埋深、底煤、褶曲构造等因素的影响，冲击危险性大。因此，防治巨厚煤层采煤工作面冲击地压事故，既是煤矿安全生产领域亟待解决的当务之急，也是保障能源和原料供应必须解决的现实问题。

目前，矿井常采用大直径空孔卸压、钻孔爆破卸压等方式对工作面进行卸压，防止工作面冲击地压事故的发生，一般是对煤层进行钻孔卸压，其原理主要是通过实施大直径空孔和钻孔卸压，将煤体内部的高应力向深部转移，同时降低前方煤体的应力峰值，实现了对前方煤体高应力的转移与调控。但是对强冲击倾向性巨厚煤层分层开采的卸压需求还不能满足，强冲击倾向性巨厚煤层发生冲击地压原因在于煤体处于高应力状态下，由于煤体厚而硬，能够集聚大量的弹性能，在达到煤岩体承载极限时发生冲击，极大的影响巷道掘进施工和采煤面回采施工的安全性。因此，现急需一种简单、安全有效的技术精准的对巨厚煤层进行解危增产，降低巷道掘进时的冲击危险性，提高对顶煤的卸压程度，防止冲击地压的发生，在保障矿井安全的前提下尽可能提高矿井产能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于定向钻孔超前高压注水的巨厚煤层精准解危增产方法，通过在巷道周侧设置第一长距离定向超前高压注水钻孔和第二长距离定向超前高压注水钻孔，并向其内注入高压水，实现对巷道周侧的双重耦合卸压，使强冲击倾向性巨厚煤层中的待施工巷道段始终在半包围式注水卸压区内掘进，可以适当的提高掘进速度，并有效防止巷道掘进过程中冲击地压灾害事故的发生；通过沿分煤层回采工作面的宽度方向均匀布设多个长距离定向超前卸压钻孔，并向长距离定向超前卸压钻孔内进行高压注水，实现对采煤工作面区域的双重耦合卸压，提升卸压效果及程度，在完成顶煤层注水软化、卸压的同时降低采煤工作面应力集中程度，从而达到卸压防冲的目的；此外还能提高顶煤的冒放性，增加煤炭产量。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种基于定向钻孔超前高压注水的巨厚煤层精准解危增产方法，所述巨厚煤层采用分层综放开采，其中，将巨厚煤层分为多个分煤层，多个分煤层由上至下分别为一个顶煤层、多个中煤层和一个底煤层，其特征在于，所述顶煤层和中煤层的精准解危增产方法相同，对顶煤层和中煤层中的任一个分煤层的精准解危增产施工方法包括以下步骤：

步骤一、巷道的卸压掘进施工：

所述巷道的数量为两个，两个巷道分别为进风巷道和回风巷道，两个巷道的卸压掘进施工方法相同；对任一个巷道进行卸压掘进施工的具体步骤如下：

步骤101、将待施工巷道区域沿巷道的掘进方向依次划分为多个待施工巷道段，将多个待施工巷道段分别记为第一待施工巷道段，第二待施工巷道段，...，第i待施工巷道段，其中，i为正整数且i≥3；将待施工巷道段沿掘进方向分为第一掘进施工段和第二掘进施工段，第一掘进施工段的长度为30m～40m；第二掘进施工段的长度为500m～1000m；