一种近直立特厚煤层冲击地压的防治方法技术

本发明专利技术公开一种近直立特厚煤层冲击地压的防治方法，包括以下步骤：S1.在每一个阶段的水平煤层开采前，对相应的开采水平的岩柱及煤层顶板、煤层底板进行注水软化；S2.对相应的开采水平的所述岩柱及所述煤层顶板、所述煤层底板进行预裂爆破；S3.对所在阶段的所述水平煤层进行注水软化和卸压爆破；所述岩柱、所述煤层顶板和所述煤层底板均为岩体。本发明专利技术的近直立特厚煤层冲击地压的防治方法能够阻断区域构造水平应力向煤岩体的传递、减缓煤岩体的能量积聚程度、有效降低近直立特厚煤层冲击地压发生的危险性，为类似条件矿井的安全高效生产提供技术支持和安全保障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤炭开采
，具体涉及一种近直立的特厚煤层冲击地压的防治方法。
技术介绍
冲击地压通常发生在煤矿开采时，是一种岩体中聚积的弹性变形所产生的势能，在突然发生猛烈释放的情况下，导致岩石破裂、爆裂并弹射出来的现象。随着煤矿开采深度的持续增加和开采范围的不断矿大，冲击地压给矿井带来的威胁和危害也日益严重。冲击地压已成为世界范围内亟待解决的煤矿安全生产问题。对于缓倾斜煤层冲击地压的防治工作，我国及其他主要采煤国家已经形成了多种成型的理论和方法，并在很多矿井取得了较好的应用效果，而关于急倾斜煤层冲击地压防治的相关文献，或是关于倾角更大的近直立特厚煤层的冲击地压防治的相关报道则极为少见。这里所说的急倾斜煤层，是指倾角大于45°的煤层；而近直立煤层的平均倾角达到了87°，为接近90°的近垂直方向的煤层。此外，当煤层厚度大于8m时，可定义为特厚煤层。近直立的特厚煤层主要赋存在我国的西北部，特别是新疆地区。以某公司的煤矿为例，矿井属于典型的急倾斜特厚煤层赋存条件，矿井在数年内相继发生了6次冲击地压事故，严重制约了其煤矿的安全高效生产。从宏观角度上判断，印度洋板块与亚欧板块的相对运动较为频繁，我国西北地区地壳受水平方向应力作用明显，大多处于强烈的压缩状态中。受区域构造水平应力的影响，西北地区部分煤层呈现近直立的状态，受到挤压的作用明显，煤岩体内积聚较高的能量，从地质动力环境判断，近直立特厚煤层往往具备冲击地压发生的动力条件，冲击地压发生的危险性较大。冲击地压通常伴随煤岩抛飞、巨响、气浪，轻则导致岩石脱落，重则会有明显震感，它具有很大的破坏力，是煤矿灾害之一。因此，有必要针对近直立的特厚煤层所产生的冲击地压现象作出防治方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种能够阻断区域构造水平应力向煤岩体的传递、减缓煤岩体的能量积聚程度、有效降低近直立特厚煤层冲击地压发生的危险性的近直立特厚煤层冲击地压的防治方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：提供一种近直立特厚煤层冲击地压的防治方法，包括以下步骤：S1.在每一个阶段的水平煤层开采前，对相应的开采水平的岩柱及煤层顶板、煤层底板进行注水软化；S2.对相应的开采水平的所述岩柱及所述煤层顶板、所述煤层底板进行预裂爆破；S3.对所在阶段的所述水平煤层进行注水软化和卸压爆破；所述岩柱、所述煤层顶板和所述煤层底板均为岩体。进一步地，在执行步骤S3后，对开采过后的所述水平煤层的采空区进行充填。进一步地，在执行步骤S1前，在所述岩体预留硐室。优选地，所述硐室包括若干个石门和若干个钻场，若干个所述石门沿所述岩体的倾向方向布置，若干个所述钻场布置在若干个所述石门的尽头。更进一步地，步骤S1中的所述注水软化方法如下：S11.确定岩体注水钻孔的方位和数量：在每个所述钻场沿所述岩体的走向方向的两侧各布置一个所述岩体注水钻孔；S12.确定所述岩体注水钻孔的深度和间距；S13.封闭所述岩体注水钻孔：封闭所述岩体注水钻孔的长度为所述注水钻孔的长度的1/4。更进一步地，步骤S2中的所述预裂爆破方法如下：S21.确定岩体爆破钻孔的方位和数量：在每个所述钻场沿所述岩体的走向方向的两侧各布置两排所述岩体爆破钻孔，每排所述岩体爆破钻孔布置在对应排的所述岩体注水钻孔的两侧；S22.确定所述岩体爆破钻孔的深度；S23.装药：所述装药的长度为所述岩体爆破钻孔的长度的3/4；S24.确定爆破方式。优选地，每排所述岩体爆破钻孔包括若干个所述岩体爆破钻孔，若干个所述岩体爆破钻孔呈扇形分布。更进一步地，步骤S3中的所述注水软化方法如下：S31.在工作面的联络煤门沿着所述水平煤层的走向方向的两侧各布置若干个所述煤体注水钻孔；S32.采用高压注水与静压注水相结合的方式对水平煤层进行注水软化。更进一步地，步骤S3中的所述卸压爆破方法如下：S33.从水平煤层的开切眼开始，沿所述工作面的走向方向，分别在运输平巷和回风平巷布置若干个煤体爆破钻孔；S34.在所述工作面的每个层位各布置一排所述煤体爆破钻孔。更进一步地，步骤S4中对所述采空区进行充填的方法如下：采用矸石自溜充填，每一开采水平的所述水平煤层回采完毕后，将地表砂土从地表直接充填至矸石的上部。与现有技术相比，本专利技术的近直立特厚煤层冲击地压的防治方法在每一个阶段的水平煤层开采前，先对岩体进行注水软化，以阻断区域构造水平应力向煤岩体的传递、减缓煤岩体的能量积聚程度，再对岩体进行预裂爆破以释放岩体的压力，而后对所在阶段的水平煤层进行注水软化和卸压爆破，使煤体失去冲击倾向性，有效降低了近直立特厚煤层冲击地压发生的危险性，同时还起到了防灭火的作用，为类似条件矿井的安全高效生产提供技术支持和安全保障。附图说明图1为本专利技术一实施例中近直立特厚煤层的开采面的俯视图。图2为图1中的A-A截面示意图。图3为图1中的B-B截面示意图。图4为图1中的C-C截面示意图。附图标记对照表：10-水平煤层11-煤体注水钻孔12-煤体爆破钻孔13-联络煤门14-运输平巷15-回风平巷20-岩柱21-岩体注水钻孔22-岩体爆破钻孔30-煤层顶板40-煤层底板51-石门52-钻场60-充填物F1-走向方向F2-倾向方向b-宽度具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。如图1至图4所示为本专利技术近直立特厚煤层冲击地压的防治方法的实施例。结合图1所示，该防治方法包括以下步骤：S1.在每一个阶段的水平煤层10开采前，对相应的开采水平的岩柱20及煤层顶板30、煤层底板40进行注水软化，以阻断区域构造水平应力向岩体的传递，即减缓岩柱20、煤层顶板30以及煤层底板40的能量积聚程度；S2.对相应的开采水平的岩柱20及煤层顶板30、煤层底板40进行预裂爆破，以有效释放岩柱20、煤层顶板30和煤层底板40的压力，降低水平煤层10的受力程度；S3.对所在阶段的水平煤层10进行注水软化和卸压爆破，在水平煤层10中注水可破坏煤体的层理、节理，使煤体产生较大的裂隙，破坏煤体的整体性，使煤体的脆性减弱、塑性增强，从而改变煤体的物理力学性质，使煤体失去冲击倾向性。这里所说的岩柱20、煤层顶板30和煤层底板40均为岩体，水平煤层10为煤体；且通常将设有井底车场、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种近直立特厚煤层冲击地压的防治方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.在每一个阶段的水平煤层开采前，对相应的开采水平的岩柱及煤层顶板、煤层底板进行注水软化；S2.对相应的开采水平的所述岩柱及所述煤层顶板、所述煤层底板进行预裂爆破；S3.对所在阶段的所述水平煤层进行注水软化和卸压爆破；所述岩柱、所述煤层顶板和所述煤层底板均为岩体。

【技术特征摘要】
1.一种近直立特厚煤层冲击地压的防治方法，其特征在于，包括以
下步骤：
S1.在每一个阶段的水平煤层开采前，对相应的开采水平的岩柱及煤
层顶板、煤层底板进行注水软化；
S2.对相应的开采水平的所述岩柱及所述煤层顶板、所述煤层底板进
行预裂爆破；
S3.对所在阶段的所述水平煤层进行注水软化和卸压爆破；
所述岩柱、所述煤层顶板和所述煤层底板均为岩体。
2.根据权利要求1所述的近直立特厚煤层冲击地压的防治方法，其
特征在于，在执行步骤S3后，对开采过后的所述水平煤层的采空区进行
充填。
3.根据权利要求1所述的近直立特厚煤层冲击地压的防治方法，其
特征在于，在执行步骤S1前，在所述岩体预留硐室。
4.根据权利要求3所述的近直立特厚煤层冲击地压的防治方法，其
特征在于，所述硐室包括若干个石门和若干个钻场，若干个所述石门沿
所述岩体的倾向方向布置，若干个所述钻场布置在若干个所述石门的尽
头。
5.根据权利要求4所述的近直立特厚煤层冲击地压的防治方法，其
特征在于，步骤S1中的所述注水软化方法如下：
S11.确定岩体注水钻孔的方位和数量：在每个所述钻场沿所述岩体
的走向方向的两侧各布置一个所述岩体注水钻孔；
S12.确定所述岩体注水钻孔的深度和间距；
S13.封闭所述岩体注水钻孔：封闭所述岩体注水钻孔的长度为所述
注水钻孔的长度的1/4。
6.根据权利要求5所述的近直立特厚煤层冲击地压的防治方法，其
特征在于，步骤S2中的所述预裂爆...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建强，孙秉成，张宏伟，常博，梁翠云，刘旭东，荣海，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，神华新疆能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11