一种强冲击煤层卸压防治方法技术

本发明专利技术涉及强冲击煤层防治技术领域，提供了一种强冲击煤层卸压防治方法，包括迎头超前钻孔卸压、两帮覆盖式钻孔卸压及遇底煤爆破断底卸压；迎头超前钻孔卸压包括：在掘进工作面迎头同时施工三个卸压钻孔；两帮覆盖式钻孔卸压包括：在巷道两帮分别钻设卸压钻孔，且相邻两孔的距离不超过2m；底煤爆破断底卸压包括：在巷道底板钻炮眼，并装填炸药爆破，促使底板中应力峰值向深部转移，消除底板冲击。借此，本发明专利技术通过对掘进工作面采用包括迎头超前钻孔卸压、两帮覆盖式钻孔卸压及遇底煤爆破断底卸压的方式。通过对巷道钻设卸压钻孔，有效降低了巷道周围的应力。使应力分布移至煤层深处，有效的保障了掘进工作面的稳定，保障了巷道安全掘进。

A pressure relief prevention method for strong impact coal seam

【技术实现步骤摘要】
一种强冲击煤层卸压防治方法
本专利技术属于强冲击煤层防治
，尤其涉及一种强冲击煤层卸压防治方法。
技术介绍
冲击地压(也称“冲击矿压”，非煤矿山或其他岩土工程也称“岩爆”)是一种较为典型的矿山动力灾害现象，主要表现为煤岩体中所积聚的弹性应变能突然、剧烈的释放，其发生的突然性和剧烈的破坏性对矿山安全构成很大的威胁。随着煤矿开采深度的增加和开采范围的逐渐扩大，我国煤矿的冲击地压灾害日趋严重。据不完全统计，我国正在开采的冲击地压矿井有253对，分布在26个省市及自治区。冲击地压是煤矿开采过程中，井巷和采场周围煤、岩体在一定高应力条件下释放变形能，而产生的煤岩体突然破坏、垮落或抛出现象，并伴有巨大声响和岩体震动，经常造成支架折损、片帮冒顶、巷道堵塞、人员伤亡。冲击地压还会引发其他矿井灾害，包括瓦斯与煤尘爆炸、火灾、以及干扰通风系统等，严重时还可产生类似天然地震的危害，造成地面震动和建筑物破坏等。因此，冲击地压是煤矿重大灾害之一。冲击地压特征为：突发性、破坏性及复杂性。突发性：发生前一般无明显前兆，冲击过程短暂，持续时间为几秒到几十秒。一般表现为煤爆(煤壁爆裂、小块抛射)、浅部冲击(发生在煤壁2m～6m范围内，破坏性大)和深部冲击(发生在煤体深处，声如闷雷，破坏程度不同)。最常见的是煤层冲击，也有顶板冲击和底板冲击，少数矿井发生了岩爆。在煤层冲击中，多数表现为煤块抛出，少数为数十平方米煤体整体移动，并伴有巨大声响、岩体震动和冲击波。破坏性：往往造成煤壁片帮、顶板下沉、底鼓、支架折损、巷道堵塞、人员伤亡。复杂性：在自然地质条件上，除褐煤以外的各煤种，采深从200m～1000m，地质构造从简单到复杂，煤层厚度从薄层到特厚层，倾角从水平到急斜，顶板包括砂岩、灰岩、油母页岩等，都发生过冲击地压；在采煤方法和采煤工艺等技术条件方面，不论水采、炮采、普采或是综采，采空区处理采用全部垮落法或是水力充填法，是长壁、短壁、房柱式开采或是柱式开采，都发生过冲击地压，只是无煤柱长壁开采法冲击次数较少。根据原岩(煤)体的应力状态，冲击地压分为：重力应力型冲击地压。主要受重力作用，没有或只有极小构造应力影响的条件下引起的冲击地压。如枣庄、抚顺、开滦等矿区发生的冲击地压。构造应力型冲击地压。主要受构造应力(构造应力远远超过岩层自重应力)的作用引起的冲击地压，如北票矿务局和天池煤矿发生的冲击地压。中间型或重力～构造型冲击地压。主要受重力和构造应力的共同作用引起的冲击地压。根据冲击的显现强度，冲击地压分为：弹射：一些单个碎块从处于高应力状态下的煤或岩体上射落，并伴有强烈声响，属于微冲击现象。矿震：它是煤、岩内部的冲击地压，即深部的煤或岩体发生破坏，煤、岩并不向已采空间抛出，只有片带或塌落现象，但煤或岩体产生明显震动，伴有巨大声响，有时产生煤尘。较弱的矿震称为微震，也称为煤炮。弱冲击：煤或岩石向已采空间抛出，但破坏性不很大，对支架、机器和设备基本上没有损坏；围岩产生震动，一般震级在2.2级以下，伴有很大声响；产生煤尘，在瓦斯煤层中可能有大量瓦斯涌出。强冲击：抛出煤量在50t以上，震级在2级以上的冲击地压。这其中强冲击的危害巨大。可导致部分煤或岩石急剧破碎，大量向已采空间抛出，出现支架折损、设备移动和围岩震动，震级在2.3级以上，伴有巨大声响，形成大量煤尘和产生冲击波。综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
技术实现思路
针对上述的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种强冲击煤层卸压防治方法，通过对掘进工作面采用包括迎头超前钻孔卸压、两帮覆盖式钻孔卸压及遇底煤爆破断底卸压的方式。通过对巷道钻设卸压钻孔，有效降低了巷道周围的应力。使应力分布移至煤层深处，有效的保障了掘进工作面的稳定，保障了巷道安全掘进。为了实现上述目的，本专利技术提供一种强冲击煤层卸压防治方法，包括掘进工作面卸压，用于保障巷道的安全掘进；所述掘进工作面卸压包括迎头超前钻孔卸压、两帮覆盖式钻孔卸压及遇底煤爆破断底卸压；所述迎头超前钻孔卸压包括：在掘进工作面迎头同时施工三个卸压钻孔；所述卸压钻孔，布置在距巷道底板不小于0.5m的位置；所述卸压钻孔的直径为150mm，深度15m，且每掘进5m进行一次循环卸压，使掘进迎头保持不小于10m的卸压保护带；所述两帮覆盖式钻孔卸压包括：在巷道两帮分别钻设卸压钻孔，且相邻两孔的距离不超过2m；卸压钻孔的直径为150mm，孔深20m，且布置在距巷道底板不小于0.5m的位置；两帮的卸压钻孔与迎头的最大距离不超过8m；底煤爆破断底卸压包括：在巷道底板钻炮眼，并装填炸药爆破，破坏底板结构，促使钻孔围岩卸压和底板中水平应力峰值向底板深部转移，进而消除底板冲击。根据本专利技术的强冲击煤层卸压防治方法，所述迎头超前钻孔卸压的卸压钻孔的布置位置为：迎头正中一个，两侧45°各布置一个。迎头为每天一班卸压两班掘进，使掘进迎头始终保持超前不小于10m卸压保护带。根据本专利技术的强冲击煤层卸压防治方法，所述当所述卸压钻孔因动力异常而导致钻至预定深度时，则执行：在卸压钻孔两侧0.5～1m处交替施工，循环打孔互掏煤粉，直至钻至预定深度。根据本专利技术的强冲击煤层卸压防治方法，所述炮眼沿巷道方向底部90°向下等间距布置，且间距为0.8m；所述炸药为二级乳化炸药，规格为Φ32mm×210mm，每块炸药0.2kg。根据本专利技术的强冲击煤层卸压防治方法，所述装填炸药前，将炮眼内煤粉排净；装药采用隔孔装药；当孔深大于1.5m小于5m时装药两捆，每捆3块；当孔深大于5m时装药三捆，每捆3块。根据本专利技术的强冲击煤层卸压防治方法，所述炮眼使用水炮泥进行封泥：水炮泥外剩余的炮眼部分用黏土炮泥封实；当炮眼深度超过2.5m时，封泥长度不小于1m；当孔深大于5m时，封泥长度不小于孔深的1/3。根据本专利技术的强冲击煤层卸压防治方法，所述掘进工作面卸压还包括补强卸压；所述补强卸压包括遇断层加密卸压、巷道开门前卸压、巷道贯通前卸压及掘进扰动区域卸压。根据本专利技术的强冲击煤层卸压防治方法，所述遇断层加密卸压包括：当见岩深度不足20m时，在巷道帮部钻设卸压钻孔；所述卸压钻孔的施工竖直角与煤层夹角为0°～21°。根据本专利技术的强冲击煤层卸压防治方法，所述巷道开门前卸压包括：巷道开门锐角区开门向里10m施工卸压钻孔；钝角区开门向里8m施工卸压钻孔；对巷道开门对侧帮部中线上下各10m范围，按间距1m，钻孔直径110mm，钻孔深度20m施工卸压钻孔。根据本专利技术的强冲击煤层卸压防治方法，所述巷道贯通前卸压包括：当相向掘进的两条巷道在距贯通150m时，暂停其中一方的掘进工作；当距贯通50m时，掘进期间必须每天对巷道两帮用钻屑法进行一次煤粉量检测；检测孔采用架柱手持式气动钻机施工，在巷道两帮各施工1个检测孔，检测孔深度为20m。本专利技术通过的目的在于提供一种强冲击煤层卸压防治方法，通过对掘进工作面采用包括迎头本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种强冲击煤层卸压防治方法，其特征在于，包括掘进工作面卸压，用于保障巷道的安全掘进；/n所述掘进工作面卸压包括迎头超前钻孔卸压、两帮覆盖式钻孔卸压及遇底煤爆破断底卸压；/n所述迎头超前钻孔卸压包括：在掘进工作面迎头同时施工三个卸压钻孔；所述卸压钻孔，布置在距巷道底板不小于0.5m的位置；/n所述卸压钻孔的直径为150mm，深度15m，且每掘进5m进行一次循环卸压，使掘进迎头保持不小于10m的卸压保护带；/n所述两帮覆盖式钻孔卸压包括：在巷道两帮分别钻设卸压钻孔，且相邻两孔的距离不超过2m；卸压钻孔的直径为150mm，孔深20m，且布置在距巷道底板不小于0.5m的位置；两帮的卸压钻孔与迎头的最大距离不超过8m；/n底煤爆破断底卸压包括：在巷道底板钻炮眼，并装填炸药爆破，破坏底板结构，促使钻孔围岩卸压和底板中水平应力峰值向底板深部转移，进而消除底板冲击。/n

【技术特征摘要】
1.一种强冲击煤层卸压防治方法，其特征在于，包括掘进工作面卸压，用于保障巷道的安全掘进；
所述掘进工作面卸压包括迎头超前钻孔卸压、两帮覆盖式钻孔卸压及遇底煤爆破断底卸压；
所述迎头超前钻孔卸压包括：在掘进工作面迎头同时施工三个卸压钻孔；所述卸压钻孔，布置在距巷道底板不小于0.5m的位置；
所述卸压钻孔的直径为150mm，深度15m，且每掘进5m进行一次循环卸压，使掘进迎头保持不小于10m的卸压保护带；
所述两帮覆盖式钻孔卸压包括：在巷道两帮分别钻设卸压钻孔，且相邻两孔的距离不超过2m；卸压钻孔的直径为150mm，孔深20m，且布置在距巷道底板不小于0.5m的位置；两帮的卸压钻孔与迎头的最大距离不超过8m；
底煤爆破断底卸压包括：在巷道底板钻炮眼，并装填炸药爆破，破坏底板结构，促使钻孔围岩卸压和底板中水平应力峰值向底板深部转移，进而消除底板冲击。


2.根据权利要求1所述的强冲击煤层卸压防治方法，其特征在于，所述迎头超前钻孔卸压的卸压钻孔的布置位置为：迎头正中一个，两侧45°各布置一个。迎头为每天一班卸压两班掘进，使掘进迎头始终保持超前不小于10m卸压保护带。


3.根据权利要求2所述的强冲击煤层卸压防治方法，其特征在于，当所述卸压钻孔因动力异常而导致钻至预定深度时，则执行：在卸压钻孔两侧0.5～1m处交替施工，循环打孔互掏煤粉，直至钻至预定深度。


4.根据权利要求1所述的强冲击煤层卸压防治方法，其特征在于，所述炮眼沿巷道方向底部90°向下等间距布置，且间距为0.8m；所述炸药为二级乳化炸药，规格为Φ32mm×210mm，每块炸药0.2kg。

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【专利技术属性】
技术研发人员：刘辉，徐德生，尹成鑫，李宗凯，卢立波，郑晓晨，曾宪社，栾清瑞，刘龙飞，
申请(专利权)人：山东东山古城煤矿有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37