一种煤柱加固卸压防治冲击地压方法技术

本发明专利技术提供一种煤柱加固卸压防治冲击地压方法，包括：获取煤柱在采空侧的塑性区所处的范围；基于塑性区所处的范围，对塑性区进行加固；获取煤柱在巷道侧的峰值区所处的范围；基于峰值区所处的范围，对峰值区进行泄压。本发明专利技术提供的煤柱加固卸压防治冲击地压方法，先获取煤柱在采空侧的塑性区所处的范围，对所述塑性区进行加固，使得煤柱在采空区侧的承载能力增强，避免应力向外转移，然后获取所述煤柱在巷道侧的峰值区所处的范围，对所述峰值区进行泄压，使得其围岩应力平衡位置向远离巷帮的方向转移，降低了沿空巷道的冲击风险。降低了沿空巷道的冲击风险。降低了沿空巷道的冲击风险。

【技术实现步骤摘要】
一种煤柱加固卸压防治冲击地压方法


[0001]本专利技术涉及煤矿冲击地压防治
，尤其涉及一种煤柱加固 卸压防治冲击地压方法。

技术介绍

[0002]煤柱是煤矿开采中应力最为集中的区域之一，这也使其成为冲击 地压发生最为频繁的区域。为避免采空区对沿空巷道的影响，冲击地 压矿井多采用留设小煤柱或无煤柱的布置方式，将沿空巷道布置在侧 向应力降低区，从而减少冲击危险。但部分冲击地压矿井受水、火灾 及瓦斯等多种灾害影响，无法留设小煤柱，而采用了宽煤柱的留设方 式，如此大大增加采掘过程中的冲击危险。针对留设宽煤柱的沿空巷 道，一般采用大直径钻孔或煤层爆破的方式对宽煤柱进行卸压，以防 止冲击地压的发生。
[0003]但从应用效果来看，针对煤柱进行卸压并不能从源头上消除沿空 巷道的冲击危险，主要存在以下不足：(1)当前主要针对煤柱进行卸 压，煤柱较宽时，卸压范围有限，煤柱仍为应力集中区；(2)若将煤 柱完全卸压，一方面无法保证其对采空区水、气体的阻隔作用，另一 方面侧向采空区应力可能会转移到沿空巷道实体煤帮，使得巷道另一 侧冲击危险增加。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种煤柱加固卸压防治冲击地压方法，用以解决现有 煤柱较宽时，卸压范围有限，煤柱仍为应力集中区，同时在煤柱完全 卸压时，无法保证其对采空区水、气体的阻隔作用，另一方面侧向采 空区应力可能会转移到沿空巷道实体煤帮，使得巷道另一侧冲击危险 较高的问题。
[0005]本专利技术提供一种煤柱加固卸压防治冲击地压方法，包括：
>[0006]获取煤柱在采空侧的塑性区所处的范围；
[0007]基于所述塑性区所处的范围，对所述塑性区进行加固；
[0008]获取所述煤柱在巷道侧的峰值区所处的范围；
[0009]基于所述峰值区所处的范围，对所述峰值区进行泄压。
[0010]根据本专利技术提供的一种煤柱加固卸压防治冲击地压方法，所述获 取煤柱在采空侧的塑性区所处的范围的步骤包括：
[0011]建立所述煤柱应力分布的力学分析模型；
[0012]基于所述力学分析模型，确定所述塑性区所处的范围。
[0013]根据本专利技术提供的一种煤柱加固卸压防治冲击地压方法，所述基 于所述力学分析模型，确定所述塑性区所处的范围的步骤包括：
[0014]基于所述力学分析模型及煤层厚度、顶板结构及巷道支护参数， 确定所述塑性区的长度。
[0015]根据本专利技术提供的一种煤柱加固卸压防治冲击地压方法，所述基 于所述塑性区
所处的范围，对所述塑性区进行加固的步骤包括：
[0016]在所述煤柱尚未形成时，采用煤层注浆方式对所述塑性区进行注 浆加固。
[0017]根据本专利技术提供的一种煤柱加固卸压防治冲击地压方法，所述在 所述煤柱尚未形成时，采用煤层注浆方式对所述塑性区进行注浆加固 的步骤之后还包括：
[0018]将所述塑性区相应采空区的顶板进行预裂，使所述采空区的顶板 断裂下沉。
[0019]根据本专利技术提供的一种煤柱加固卸压防治冲击地压方法，所述获 取所述煤柱在巷道侧的峰值区所处的范围的步骤包括：
[0020]建立所述煤柱加固后应力分布的力学分析模型；
[0021]基于加固后的所述力学分析模型，确定所述峰值区所处的范围。
[0022]根据本专利技术提供的一种煤柱加固卸压防治冲击地压方法，所述基 于加固后的所述力学分析模型，确定所述峰值区所处的范围的步骤包 括：
[0023]基于加固后的所述力学分析模型以及巷道参数和应力情况，确定 所述峰值区的长度。
[0024]根据本专利技术提供的一种煤柱加固卸压防治冲击地压方法，所述基 于加固后的所述力学分析模型，确定所述峰值区所处的范围的步骤包 括：
[0025]基于加固后的所述力学分析模型以及现场实测的钻屑重量，确定 所述峰值区的长度。
[0026]根据本专利技术提供的一种煤柱加固卸压防治冲击地压方法，所述基 于所述峰值区所处的范围，对所述峰值区进行泄压的步骤包括：
[0027]在所述峰值区前后预设范围内，对所述峰值区进行钻孔泄压。
[0028]根据本专利技术提供的一种煤柱加固卸压防治冲击地压方法，所述基 于所述峰值区所处的范围，对所述峰值区进行泄压的步骤之后还包括：
[0029]开展巷道围岩变形、微震、应力等参数长期的现场监测；
[0030]建立所述煤柱的加固卸压力学分析模型，并对所建立的所述加固 卸压力学分析模型进行反馈优化。
[0031]本专利技术提供的煤柱加固卸压防治冲击地压方法，先获取煤柱在采 空侧的塑性区所处的范围，对所述塑性区进行加固，使得煤柱在采空 区侧的承载能力增强，避免应力向外转移，然后获取所述煤柱在巷道 侧的峰值区所处的范围，对所述峰值区进行泄压，使得其围岩应力平 衡位置向远离巷帮的方向转移，降低了沿空巷道的冲击风险。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见 地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术 人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得 其他的附图。
[0033]图1是本专利技术提供的采空区形成后宽煤柱及沿巷道围岩的受力情况；
[0034]图2是本专利技术提供的宽煤柱加固后沿巷道围岩的受力情况；
[0035]图3是本专利技术提供的煤柱加固卸压防治冲击地压方法的流程示意图；
[0036]图4是本专利技术提供另一的煤柱加固卸压防治冲击地压方法的流程示意图；
[0037]图5是本专利技术提供又一的煤柱加固卸压防治冲击地压方法的流程示意图；
[0038]图6是本专利技术提供煤柱加固卸压防治冲击地压方法的流程示意图；
[0039]附图标记：100、采空区；200、巷道；300、塑性区；400、峰值区。
具体实施方式
[0040]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发 明中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然， 所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提 下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0041]下面结合图1
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图2描述本专利技术提供的煤柱加固卸压防治冲击地 压方法，如图3所示，该方法用于在泄压前对煤柱进行加固，该方法 具体步骤包括：
[0042]步骤S110：获取煤柱在采空侧的塑性区所处的范围。
[0043]本实施例中，矿井采用留设宽煤柱的布置方式，宽煤柱的两侧分 别设有采空区100和巷道200，为将沿巷道200布置在侧向应力降低 区，需对宽煤柱采用大直径钻孔或煤层爆破的方式进行泄压，以增强 煤柱在采空区100侧的承载能力。在上区段工作面采空后，宽煤柱发 生塑性破坏使得应力向沿巷道200转移，因此加固范围应为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤柱加固卸压防治冲击地压方法，其特征在于，包括：获取煤柱在采空侧的塑性区所处的范围；基于所述塑性区所处的范围，对所述塑性区进行加固；获取所述煤柱在巷道侧的峰值区所处的范围；基于所述峰值区所处的范围，对所述峰值区进行泄压。2.根据权利要求1所述的煤柱加固卸压防治冲击地压方法，其特征在于，所述获取煤柱在采空侧的塑性区所处的范围的步骤包括：建立所述煤柱应力分布的力学分析模型；基于所述力学分析模型，确定所述塑性区所处的范围。3.根据权利要求2所述的煤柱加固卸压防治冲击地压方法，其特征在于，所述基于所述力学分析模型，确定所述塑性区所处的范围的步骤包括：基于所述力学分析模型及煤层厚度、顶板结构及巷道支护参数，确定所述塑性区的长度。4.根据权利要求1所述的煤柱加固卸压防治冲击地压方法，其特征在于，所述基于所述塑性区所处的范围，对所述塑性区进行加固的步骤包括：在所述煤柱尚未形成时，采用煤层注浆方式对所述塑性区进行注浆加固。5.根据权利要求4所述的煤柱加固卸压防治冲击地压方法，其特征在于，所述在所述煤柱尚未形成时，采用煤层注浆方式对所述塑性区进行注浆加固的步骤之后还包括：将所述塑性区相应采空区的顶板进行预裂，使所述采空区的顶板断裂下沉。6.根据权利要求1
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5中任一项所述的煤柱加固卸压防治冲击地压方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦子晗，潘俊锋，夏永学，杜涛涛，刘少虹，冯美华，张晨阳，
申请(专利权)人：中煤科工开采研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：