[发明专利]煤矿冲击地压缺陷分割控制方法

说明书

技术领域

本发明属于煤矿开采技术领域。

背景技术

进入二十一世纪以来，包括我国在内，南非、加拿大、乌克兰、德国、澳大利亚、波兰、俄罗斯、美国、等多个国家和地区在煤矿开采中出现了冲击地压现象，造成了巨大人员和设备损失。随着矿井开采深度的增加，开采范围的扩大，开采的边界条件的复杂化，冲击地压的防治越来越严重，已经成为公认的世界级难题。深井冲击地压煤层开采的破坏性冲击地压造成的危险性不断增加，目前深井冲击地压的防治与常规的防治方法没有根本性区别，主要采取解危措施，包括钻孔爆破卸压、钻孔卸压、顶板处理等措施。随着开采深度增加，这些常规措施在本质上很难达到降低冲击危险程度的目的，同时由于存在操作困难、制造的卸压范围小等缺点，造成高应力转移不到位，能量释放不充分，冲击地压难以控制，且容易发生级别较大的能量释放，造成重大的损失。当采场存在异常高应力区时，实施常规的钻孔爆破和钻孔卸压时，钻进就很困难，解危效果较差。因此大埋深(大于800米)高应力(大于20Mp)条件下的冲击地压控制到目前为止还没有从根本上达到完全控制的程度，发明一种采用分割原理防治冲击地压的技术方法对煤矿安全管理具有重大意义。

发明内容

本发明的目的是针对目前800米以上深部开采冲击地压防治中存在高应力区域的局部解危措施不能控制冲击地压的问题，提出一种将冲击能量“化整为零”渐次释放的有效方法。

本发明的技术方案是：

第一步：圈定冲击危险区域

在冲击地压危险煤层的掘进和开采涉及的区域，通过类比、相临采场冲击地压显现特征的分析、判定，同时采用钻屑法进行现场检测，划分出高应力区域，作为冲击地压的防治重点区域；

第二步：大直径深孔破坏煤层，制造出隔离“带”

在高应力区域的巷道内，每间隔60-70m沿巷道垂直向煤层中掘进两条卸压巷道，两条卸压巷道间距15-20m，卸压巷道断面积均为6-8平方米、深度15-18m、且贯穿高应力峰值区域；巷道采用简易支护，边监测、边卸压、边掘进；

掘进完成后，对两条卸压巷道之间的煤柱进行卸压爆破；爆破时，首先在两条卸压巷道内分别向对面的卸压巷道进行钻孔，孔的直径42mm，孔深6.0-7.0m，孔距巷道底板1.0～1.3m，钻孔间距3-4m，钻孔仰角0～3°，装药长度2.0-3.0m且装至孔底，孔内均匀布置2-3对并联的雷管，孔外连线，每5个孔同时起爆一次，直至全部孔爆完，将整个完整煤柱破坏。

第三步：然后，将卸压巷道进行矸石充填，并用水泥浆将充填的矸石固化。

本发明的积极效果是：1、通过在高应力煤体内实施间隔爆破技术，将煤柱破坏，制造出大的破坏“带”，改变了局部应力分布，人为制造出无冲击隔离带，将能量释放的范围减小，一次释放的能量级别控制在允许范围内，从根本上降低破坏性冲击危险性。2、矸石充填改变了局部区域的煤层冲击倾向性，使得冲击煤层的物理性质产生了重大差异性。

附图说明

下面结合附图说明本发明的实施。

图1是危险区域示意图；

图2是缺陷分割示意图；

图3是矸石充填与煤体破坏剖面图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明技术方案进一步说明。

第一步：如图1所示，在某个工作面开采前，首先圈定冲击危险区域。

具体是，在冲击地压危险煤层的掘进和开采涉及的区域，通过类比、相临采场冲击地压显现特征的分析、判定，同时采用钻屑法进行现场检测，划分出高应力区域，作为冲击地压的防治重点区域；

第二步：如图2所示，采用大直径深孔破坏煤层，制造出隔离“带”。

具体是，在高应力区域的巷道内，每间隔60-70m沿巷道垂直向煤层中掘进2条卸压巷道，两条卸压巷道间距15-20m，两条卸压巷道断面积均为6-8平方米、深度15-18m，且贯穿高应力峰值区域；巷道采用简易支护，边监测、边卸压、边掘进；

掘进完成后，对两条卸压巷道之间的煤柱进行卸压爆破；爆破时首先在两条卸压巷道内分别向对面的卸压巷道进行钻孔，孔的直径42mm，孔深6.0-7.0m，孔距巷道底板1.0～1.3m，钻孔间距3-4m，钻孔仰角0～3°，装药长度2.0-3.0m且装至孔底，孔内均匀布置2-3对并联的雷管，孔外连线，每5个孔同时起爆一次，直至全部孔爆完，将整个完整煤柱破坏。

第三步：然后，将卸压巷道进行矸石充填，并用水泥浆将充填的矸石固化，实施效果见图3。