CN106285674A - 冲击性软煤层巷道迎头释放地压能量的方法 - Google Patents

冲击性软煤层巷道迎头释放地压能量的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种冲击性软煤层巷道迎头释放地压能量的方法，它首先确定冲击性软煤层巷道迎头具有冲击危险的区域；在确定出具有冲击危险区域的巷道迎头，沿着巷道走向，在断面垂直中心线两侧同一水平线上布置两个大直径导向孔，同时根据钻进速度与钻进动力显现情况，确定煤层应力变化情况当确定煤层应力无变化时，继续向前掘进；当确定煤层应力有变化时，在掘进到距离具有冲击危险性的深度位置4m时，停止掘进，在巷道两侧沿着巷道走向施工震动孔，一次起爆***孔***后将大直径导向孔之间的裂隙导通，形成破坏带，卸除冲击压力。本发明对***卸压起到超前引导作用，形成“凸”型破坏形态，提前、有序释放能量，从根本上降低破坏性冲击危险性。

Description

冲击性软煤层巷道迎头释放地压能量的方法
技术领域
本发明属于煤矿开采技术领域。
背景技术
在煤矿开采中，硬度普氏系数f小于等于1.0的煤层属于软煤层。我国煤矿地质条件复杂多变，随着矿井开采深度的增加，软煤层冲击地压越来越严重，这种软煤层属于冲击性软煤层。巷道掘进过程的迎头前方常常伴随有构造、煤岩层结构异常、瓦斯异常等情况，因此，深部冲击软煤层巷道掘进迎头冲击地压防治是目前需要解决的技术难题。发生在巷道迎头的破坏性冲击地压造成的危险性不断增加，冲击软煤层尤为严重，目前这类冲击地压的防治方法主要采取钻孔卸压措施，这种方法在冲击软煤层条件下容易诱发冲击破坏，造成震顶，卡死钻机现象。随着开采深度增加，很难达到降低冲击软煤层危险程度的目的。同时由于存在隐蔽性扰动诱发危险，其控制难度异常艰难，由于目前的钻孔卸压方法形成的卸压范围小，钻孔间卸压不充分，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。当巷道迎头存在异常高应力区时，进行常规的钻孔卸压时，还出现钻进困难现象，解危效果较差。因此到目前为止，高应力、大埋深条件下的冲击软煤层巷道迎头冲击地压还没有从根本上达到完全控制的程度。发明一种采用钻孔导向与震动扩散耦合方法防治冲击软煤层巷道迎头冲击地压的技术方法具有重大现实意义。
发明内容
为了克服现有技术的不足，从根本上达到完全控制的程度，本发明提出一种冲击性软煤层巷道迎头释放地压能量的方法。该方法通过钻孔导向与震动扩散耦合释放能量。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种冲击性软煤层巷道迎头释放地压能量的方法，其特征在于，步骤如下：
第一步、确定冲击性软煤层巷道迎头具有冲击危险的区域
在冲击软煤层掘进迎头，通过类比、相临采场冲击地压显现特征的分析、现场实际观测判定，确定具有冲击危险的区域；
第二步、施工导向孔
在确定出具有冲击危险区域的巷道迎头，沿着巷道走向，在断面垂直中心线两侧同一水平线上布置两个直径115mm以上的大直径导向孔，要求孔深20m，孔口位置距离底板1.2-1.6m，两个钻孔间距0.6-0.8m；巷道每掘进12m，将两个钻孔继续向前钻进20m，保持有8m深度的缓冲保护带；在钻孔施工的过程中，根据钻进速度与钻进动力显现情况，确定煤层变化情况与应力强弱，获得冲击危险性的位置深度；另一方面两个钻孔起到增加自由面导向卸压的作用；
当确定煤层应力无变化时，继续向前掘进，每掘进12m，停止掘进，将两个钻孔继续向前钻进到20m深度，保持前方至少有8m深度的缓冲保护带；
第三步、***震动卸压
当确定煤层应力有变化时，在掘进到距离具有冲击危险性的深度位置4m时，停止掘进，在巷道两侧沿着巷道走向施工震动孔，每侧施工三个震动孔，包括两个直径115mm以上的大直径空孔和一个直径42mm***孔，大直径空孔深度10m，***孔深度8m，三个震动孔布置在同一水平线上，仰角0～3°，距离底板高度1.2-1.5m；两个大直径空孔间距0.8-1m，其中靠近里侧的大直径空孔距离导向孔0.5m，***孔布置在两个大直径空孔中间；大直径空孔不装药作为***碎胀空间，***孔装药长度1.0-1.5m，***孔内均匀布置两个并联的***，孔外串联连线，一次起爆；***后将大直径导向孔之间的裂隙导通，形成破坏带，卸除冲击压力。
本发明的工作原理和积极效果是：1、通过施工大直径深导向孔，一方面获得冲击危险性的细微分布，另一方面起到导向卸压与自由面的作用；2、震动孔***后，将大直径空孔之间裂隙导通，形成破坏带，保障了迎头区域掘进期间的安全；3、超前导向孔提前施工，对***卸压起到超前引导作用，形成“凸”型破坏形态，提前、有序释放能量，从根本上降低破坏性冲击危险性。
附图说明
下面结合附图说明本发明的实施。
图1是本发明导向孔和震动孔断面布置图的示意图；
图2是图1的A-A向视图，即导向孔和震动孔平面布置图的示意图。
图中：1-大直径导向孔，2-大直径空孔，3-药卷，4-***孔，5-巷道迎头。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明的冲击性软煤层巷道迎头释放地压能量的方法如下：
一、确定冲击性软煤层巷道迎头具有冲击危险的区域
在冲击软煤层掘进迎头，通过类比、相临采场冲击地压显现特征的分析、现场实际观测判定，确定具有冲击危险的区域；
二、施工导向孔
如图1和图2所示，在确定出具有冲击危险区域的巷道迎头5，沿着巷道走向，在断面垂直中心线两侧同一水平线上布置两个直径115mm以上的大直径导向孔1，要求孔深h1＝20m，孔口位置距离底板高度H＝1.2-1.6m，孔间距a＝0.6-0.8m；在钻孔施工的过程中，根据钻进速度与钻进动力显现情况，确定煤层变化情况与应力强弱，获得冲击危险性的位置深度；另一方面两个钻孔起到增加自由面导向卸压的作用；
当确定煤层应力无变化时，可继续向前掘进，每掘进12m，停止掘进，将两个大直径导向孔1继续向前钻进到20m深度，保持前方至少有8m深度的缓冲保护带；
三、***震动卸压
当进一步确定煤层应力有变化时，在掘进到距离具有冲击危险性的深度位置4m时，停止掘进，在巷道两侧沿着巷道走向施工震动孔，每侧施工三个震动孔，包括两个直径115mm以上的大直径空孔2和一个直径42mm***孔4，大直径空孔2深度h2＝10m，***孔4深度h3＝8m，三个震动孔布置在同一水平线上，仰角0～3°，距离底板高度h4＝1.2-1.5m；两个大直径空孔间距c＝0.8-1m，其中靠近里侧的大直径空孔2与导向孔1的距离b＝0.5m，***孔4布置在两个大直径孔2中间；大直径空孔2不装药作为***碎胀空间，***孔4装有药卷3，药卷3装药长度1.0-1.5m，***孔4内均匀布置两个并联的***，孔外串联连线，一次起爆；***后将大直径空孔2之间的裂隙导通，形成破坏带，卸除冲击压力。

Claims (1)

1.一种冲击性软煤层巷道迎头释放地压能量的方法，其特征在于，步骤如下：
第一步、确定冲击性软煤层巷道迎头具有冲击危险的区域
在冲击软煤层掘进迎头，通过类比、相临采场冲击地压显现特征的分析和现场实际观测判定，确定具有冲击危险的区域；
第二步、施工导向孔
在确定出具有冲击危险区域的巷道迎头，沿着巷道走向，在断面垂直中心线两侧同一水平线上布置两个直径115mm以上的大直径导向孔，要求孔深20m，孔口位置距离底板1.2-1.6m，两个钻孔间距0.6-0.8m；巷道每掘进12m，将两个钻孔继续向前钻进20m，保持有8m深度的缓冲保护带；在钻孔施工的过程中，根据钻进速度与钻进动力显现情况，确定煤层应力变化情况，获得冲击危险性的位置深度；另一方面两个钻孔起到增加自由面导向卸压的作用；
当确定煤层应力无变化时，继续向前掘进，每掘进12m，停止掘进，将两个钻孔继续向前钻进到20m深度，保持前方至少有8m深度的缓冲保护带；
第三步、***震动卸压
当确定煤层应力有变化时，在掘进到距离具有冲击危险性的深度位置4m时，停止掘进，在巷道两侧沿着巷道走向施工震动孔，每侧施工三个震动孔，包括两个直径115mm以上的大直径空孔和一个直径42mm***孔，大直径空孔深度10m，***孔深度8m，三个震动孔布置在同一水平线上，仰角0～3°，距离底板高度1.2-1.5m；两个大直径空孔间距0.8-1m，其中靠近里侧的大直径空孔距离导向孔0.5m，***孔布置在两个大直径空孔中间；大直径空孔不装药作为***碎胀空间，***孔装药长度1.0-1.5m，***孔内均匀布置两个并联的***，孔外串联连线，一次起爆；***后将大直径导向孔之间的裂隙导通，形成破坏带，卸除冲击压力。
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