一种坚硬顶板型冲击地压的立体式防治方法技术

技术编号:10357462 阅读:194 留言:0更新日期:2014-08-27 13:38
本发明专利技术公开了一种坚硬顶板型冲击地压的立体式防治方法,具体步骤是:(1)减震:提前切断高位关键层顶板,减小其垮落步距;(2)吸能:对煤层上覆老顶进行卸压,减小其垮落步距;(3)降冲:煤体进行卸压;(4)效果检验:利用微震系统检验步骤(1)的卸压效果,利用电磁辐射和声发射系统检验步骤(2)的卸压效果,利用钻屑法和常规矿压观测检验步骤(3)的卸压效果;若卸压效果未达到所需的效果,则重复相应的步骤,直至达到所需的卸压效果。通过减震、吸能和降冲,并采用多种卸压方法相互补充,系统全面的对煤岩体进行充分卸压,降低了冲击地压发生的可能性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及,属于矿井防护

技术介绍
随着我国煤炭资源的大量开采,浅部煤炭资源已经趋于枯竭,深部煤炭资源是我国21世纪主体能源的战略保障,资源按深度分布,1000m以下的煤炭储量2.5万亿吨,约占总储量的53%,但是随着开采深度的增加,煤矿动力灾害——冲击地压频度和强度明显增加。据资料统计,我国冲击地压矿井数目急剧增多,遍布各大采煤矿区。冲击地压已成为制约煤矿安全高效生产的主要灾害之一。冲击地压是采掘空间周围煤岩体中聚集的能量突然大量释放,快速破坏煤岩体,并产生剧烈震动,造成人员伤亡和采掘空间严重破坏的煤矿动力灾害,由高应力、动载扰动组合诱发。坚硬顶板型冲击地压发生的诱因是“动载”与“静载”的相互叠加,综合应力水平超过冲击地压发生的最小载荷。“静载”来自于“地压”和“支承压力”,“动载”来自于“顶板来压”和“外界震源”。冲击地压以强烈声响(震动)、空气冲击波(风流)、煤岩的抛射、具有较强的破坏性、甚至产生地表震动为特点。冲击地压甚至能引起煤岩层和采空区中的瓦 斯大量涌出,引发瓦斯爆炸事故,还能引发水灾、火灾等,尤其是坚硬顶板型冲击地压造成的灾害较大。因此,对冲击地压的预防已经迫在眉睫。针对坚硬顶板型冲击地压,传统的防治方法有煤层注水,顶板水力致裂等,这些方法有一定的效果,但是卸压措施单一、方法不系统、卸压效果不明显、有一定局限性等缺点突出。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题,本专利技术提供,采用多种卸压方式相相互互补,从而对煤岩体进行充分卸压,降低冲击地压发生的可能性。为了实现上述目的,本专利技术的具体步骤是:(I)减震:对闻位关键层顶板进行卸压爆破,切断闻位关键层顶板,减小其跨落步距;(2)吸能:采用卸压爆破法、定向水力裂缝法或定向爆破裂缝法对煤层上覆老顶进行卸压,减小其垮落步距;(3)降冲:采用煤层注水法、大直径钻孔卸压法或卸压爆破法对煤体进行卸压;(4)效果检验:利用微震系统检验步骤(1)的卸压效果,利用电磁辐射和声发射系统检验步骤(2)的卸压效果,利用钻屑法和常规矿压观测检验步骤(3)的卸压效果;若卸压效果未达到所需的效果,则重复相应的步骤,直至达到所需的卸压效果。冲击地压的发生机理:静载与动载结合诱发冲击地压:_]O J+ σ d ^ ObminOj-静载荷,来自于地压、支承压力σ d-动载荷,来自于顶板来压、矿震Gbnjin-诱发冲击的最小载荷与现有技术相比,本专利技术采用立体式卸压方法,通过减震、吸能和降冲,并采用多种卸压方法相互补充,系统全面的对煤岩体进行充分卸压,降低了冲击地压发生的可能性。【附图说明】图1是本专利技术中残余震动波的振动速度一时间曲线图;图2是本专利技术中冲击能指数和单轴抗压强度之间的关系图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作进一步说明。本专利技术的具体步骤是⑴减震;(2)吸能;(3)降冲:(I)所述的减震原理:煤层内的弹性能可由体变弹性能Uv、形变弹性能叫和顶板弯曲弹性能比3个部分组成,即:U = Uv+Uf+Uw ⑴其中顶板弯曲弹性能Uw为:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种坚硬顶板型冲击地压的立体式防治方法,其特征在于,具体步骤是:(1)减震:对高位关键层顶板进行卸压爆破,切断高位关键层顶板,减小其垮落步距;(2)吸能:采用卸压爆破法、定向水力裂缝法或定向爆破裂缝法对煤层上覆老顶进行卸压,减小其垮落步距;(3)降冲:采用煤层注水法、大直径钻孔卸压法或卸压爆破法对煤体进行卸压;(4)效果检验:利用微震系统检验步骤(1)的卸压效果,利用电磁辐射和声发射系统检验步骤(2)的卸压效果,利用钻屑法和常规矿压观测检验步骤(3)的卸压效果;若卸压效果未达到所需的效果,则重复相应的步骤,直至达到所需的卸压效果。

【技术特征摘要】
1.一种坚硬顶板型冲击地压的立体式防治方法,其特征在于,具体步骤是: (1)减震:对闻位关键层顶板进行卸压爆破,切断闻位关键层顶板,减小其跨落步距; (2)吸能:采用卸压爆破法、定向水力裂缝法或定向爆破裂缝法对煤层上覆老顶进行卸压,减小其垮落步距; (3)降冲:采用煤层注...

【专利技术属性】
技术研发人员:陆菜平刘广建刘洋左源耀
申请(专利权)人:中国矿业大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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