开采煤矿巷道冲击地压防治方法 |
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| 申请号 | CN201510869924.X | 申请日 | 2015-11-27 | 公开(公告)号 | CN105350965A | 公开(公告)日 | 2016-02-24 |
| 申请人 | 西安科技大学; | 发明人 | 宋勇军; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种开采 煤 矿巷道冲击地压防治方法，首先在上、下掘进巷道中布置检测装置，分析、判定，找出冲击地压的重点防治区域；然后沿上掘进巷道向重点防治区域中心开掘第一导向卸压巷；沿下掘进巷道开掘第二导向卸压巷，并在第一、第二导向卸压巷沿顶板围岩和 底板 围岩方向钻取爆破卸压孔，安装炸药后，用黄泥封孔，进行爆破；冲击地压危险区实施爆破卸压解危后，通过卸压效果分析及检验，直至达标。本发明提供的防治方法通过在重点防治区域中心设置两个导向卸压巷，并在导向卸压巷内实施深孔卸压爆破，使集中应 力 向深部转移，围岩 能量 得到提前的充分释放，降低了冲击地压危险性，避免了冲击地压的发生危险，保证了矿井安全生产。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种开采煤矿巷道冲击地压防治方法，其特征在于，包括如下步骤， |
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| 说明书全文 | 开采煤矿巷道冲击地压防治方法技术领域[0001] 本发明属于煤矿开采技术领域，具体涉及一种冲击地压的防治方法。 背景技术[0002] 冲击地压是世界煤矿面临的重大灾害之一，包括我国在内的多个国家和地区在煤矿开采中出现了冲击地压现象，造成了巨大人员和设备损失。随着矿井开采深度的增加，开采范围的扩大，开采的边界条件的复杂化，冲击地压的防治越来越严重，已经成为公认的世界级难题。 [0003] 矿井冲击地压危险性的防治包括区域性防御和局部解危两个方面，通过开采保护层、合理布置开采范围、卸压爆破、注水卸压等解危措施，提前释放冲击地压能量，转移高集中应力，降低冲击地压的危险性，避免冲击地压的发生。现有方案中，对开采煤矿巷道内冲击地压防治一般是，在上下掘进巷道中钻取爆破孔，对整个工作面进行解危，针对性非常差，造成应力转移不到位，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，往往需要多次爆破还能解危，防冲的成本非常高。目前冲击地压在治理上还没有从根本上达到有效控制的程度，还需要对冲击地压卸压解危方法进行进一步的研究。 发明内容[0004] 本发明的目的是针对目前深部开采冲击地压防治中存在的局部解危的能量释放不充分的问题，提出一种新的改变能量释放和应力转移，充分释放冲击地压的有效方法，降低冲击地压危险性和防冲的成本，确保煤矿安全生产。 [0005] 为此，本发明提供了一种开采煤矿巷道冲击地压防治方法，包括如下步骤，[0006] S1：冲击地压重点防治区域的确定 [0007] 当工作面形成开采系统后，首先在具有冲击地压危险煤层倾向的上、下掘进巷道中布置检测装置，检测冲击地压监测信号，通过类比、相临采场冲击地压显现特征的分析、判定，同时采用钻屑法进行现场检测，划分出高应力区域，作为冲击地压的重点防治区域； [0008] S2：开掘导向卸压巷 [0009] 在冲击地压的重点防治区域，沿上掘进巷道向冲击地压的重点防治区域中心开掘，用于向所述冲击地压的重点防治区域的顶板围岩和底板围岩钻取爆破卸压孔的第一导向卸压巷；沿下掘进巷道向冲击地压的重点防治区域中心开掘，用于向所述冲击地压的重点防治区域的顶板围岩和底板围岩钻取爆破卸压孔的第二导向卸压巷，所述第一导向卸压巷与上掘进巷道近垂直设置，所述第二导向卸压巷与下掘进巷道近垂直设置，所述第一导向卸压巷和第二导向卸压巷的巷高为4m～5m； [0010] S3：顶板围岩和底板围岩卸压爆破 [0011] 在所述第一导向卸压巷、第二导向卸压巷内分别向顶板围岩和底板围岩钻取爆破卸压孔，所述顶板围岩上钻取的爆破卸压孔的孔深为10m～18m，所述底板围岩上钻取的爆破卸压孔的孔深为3m～5m，所述爆破卸压孔内安装炸药后，用黄泥封孔，在上掘进巷道或下掘进巷道中安全起爆； [0012] S4：爆破后卸压效果检验 [0013] 实施爆破卸压解危后，通过重新布置检测装置、监测并分析爆破后的上、下掘进巷道中的冲击地压监测信号，对冲击地压的重点防治区域进行卸压效果检验，恢复或低于正常值可以进行开采作业，未达到检测标准，则采用同样的方法进行二次解危，并再次进行卸压效果检验，依次反复，直至达标。 [0015] 优选地，S2中，所述第一导向卸压巷和第二导向卸压巷分别开掘于垂直所述上掘进巷道和下掘进巷道的同一垂线上。 [0016] 更优选地，S2中，所述第一导向卸压巷巷底和第二导向卸压巷巷底之间的距离为3m～5m。 [0017] 更优选地，S2中，所述第一导向卸压巷和第二导向卸压巷之间开设有使二者相通的串联孔，所述串联孔为两个，分别靠近顶板围岩和底板围岩设置。 [0018] 优选地，所述第一导向卸压巷和第二导向卸压巷内顶板围岩分别设置3个孔深为10m～18m，内径为60mm～80mm的爆破卸压孔，其中一个爆破卸压孔垂直于顶板围岩设置，另两个爆破卸压孔分别设置于对应导向卸压巷的上隅角两侧，两个爆破卸压孔呈45-60°夹角； [0019] 第一导向卸压巷和第二导向卸压巷内底板围岩布置3个孔深为3m～5m，内径为60mm～80mm的爆破卸压孔，其中一个爆破卸压孔垂直于底板围岩设置，另两个爆破卸压孔分别设置于对应导向卸压巷的下隅角两侧，两个爆破卸压孔呈45-60°夹角。 [0020] 更优选地，所述所述爆破卸压孔的孔内均分别正向装药、孔内设置雷管，并用黄泥口封孔，所述第一导向卸压巷内顶板围岩设置的爆破卸压孔内的雷管，与第二导向卸压巷顶板围岩设置的爆破卸压孔内的雷管，通过靠近顶板围岩的串联孔串联，并延长至上掘进巷道或下掘进巷道中； [0021] 所述第一导向卸压巷底板围岩设置的爆破卸压孔内的雷管，与第二导向卸压巷底板围岩设置的爆破卸压孔内的雷管，通过靠近底板围岩的串联孔串联，并延长至上掘进巷道或下掘进巷道中。 [0022] 更优选地，所述顶板围岩设置的爆破卸压孔孔内的装药量10kg，所述黄泥封孔长度为6m；所述底板围岩设置的爆破卸压孔孔内的装药量6kg，所述黄泥封孔长度为2m。 [0023] 本发明提供的开采煤矿巷道冲击地压防治方法，解决了现有冲击地压防治中解危措施适用性差，针应力转移不到位，能量释放不充分，需多次爆破还能解危，防冲的成本高等问题；通过检测装置对冲击地压震源和危险区域准确定位，使冲击地压的防治针对性强；通过在冲击地压重点防治区域中心设置两个导向卸压巷，并在导向卸压巷内实施深孔卸压爆破，使集中应力向深部转移，围岩能量得到提前的充分释放；挖掘垂直上、下掘进巷道的第一导向卸压巷和第二导向卸压巷内，并分别向底板围岩和顶板围岩设置卸压爆破孔，在实现针对性爆破卸压的同时，爆破工作量小，通过少量的炸药就可实现充分卸压，效果非常好，该方法大大降低了冲击地压危险性，避免了冲击地压的发生危险，保证了矿井安全生产。 附图说明 [0024] 图1为本发明实施例提供的设置有两个导向卸压巷的冲击地压重点防治区域的俯视示意图。 具体实施方式[0025] 为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。 [0026] 本发明提供了一种开采煤矿巷道冲击地压防治方法，包括如下实施步骤：冲击地压重点防治区域4的确定；在冲击地压重点防治区域4设置第一导向卸压巷5和第二导向卸压巷6；在第一导向卸压巷5和第二导向卸压巷6沿顶板围岩和底板围岩分别设置爆破卸压孔，进行爆破卸压及其检测卸压效果，具体的，本发明提供的煤矿巷道中冲击地压防治方法涉及的工作面结构的俯视图如图1所示。 [0027] 本发明具体的防治方法为，当工作面1构成开采系统后，在具有冲击地压危险煤层倾向的上、下掘进巷道2、3中布置检测装置，检测冲击地压监测信号，具体为，在上、下掘进巷道2、3中分别设置拾振器、KBD-5电磁辐射仪和钻孔应力传感器，检测冲击地压监测信号；然后通过类比、相临采场冲击地压显现特征的分析、判定，同时采用钻屑法进行现场检测，划分出高应力区域，作为冲击地压的重点防治区域4； [0028] 具体的，所述拾振器每隔250m设置，通过拾振器实时在线监测，记录能量级别与邻区冲击地压事件相当的大能量微震事件次数及释放的能量大小，对冲击地压区域进行精确定位；所述电磁辐射仪每隔40m设置，每点监测5分钟，每天监测两次，监测预警辐射强度≥65mv，脉冲最大值≥80HZ的冲击地压监测信号，对冲击地压区域进行分析；所述钻孔应力传感器每个40米设置，通过所述钻孔应力传感器实时在线监测，确认应力异常区域，圈定高集中应力区与正常监测值和邻区发生的冲击地压显现特征进行比对，对冲击地压的震源位置进行精确定位，结合对监测异常区的煤体钻屑量进行现场检测结果，划分出高应力区域，作为冲击地压的重点防治区域4。 [0029] 在冲击地压的重点防治区域4，沿上掘进巷道2向冲击地压的重点防治区域4中心开掘，用于向所述冲击地压的重点防治区域4的顶板围岩和底板围岩钻取爆破卸压孔的第一导向卸压巷5；沿下掘进巷道3向冲击地压的重点防治区域4中心开掘，用于向所述冲击地压的重点防治区域4的顶板围岩和底板围岩钻取爆破卸压孔的第二导向卸压巷6，所述第一导向卸压巷5与上掘进巷道2近垂直设置，所述第二导向卸压巷6与下掘进巷道3近垂直设置，所述第一导向卸压5巷和第二导向卸压巷6的巷高为4m～5m。 [0030] 优选地，第一导向卸压巷5和第二导向卸压巷6分别开掘于垂直所述上掘进巷道2和下掘进巷道3的同一垂线上，且二者巷底之间的距离为5m，在第一导向卸压巷5和第二导向卸压巷6巷底之间开设有使二者相通的串联孔7，所述串联孔7为两个，分别靠近顶板围岩和底板围岩设置。 [0031] 具体的，在第一导向卸压巷5内分别向顶板围岩和底板围岩钻取3个爆破卸压孔，顶板围岩上设置的3个爆破卸压孔的孔深均为18m，内径为70mm，底板围岩上设置的3个爆破卸压孔的孔深均为5m，内径为60mm；在第二导向卸压巷6内分别向顶板围岩和底板围岩钻取3个爆破卸压孔，顶板围岩上设置的3个爆破卸压孔的孔深均为18m，内径为70mm，底板围岩上设置的3个爆破卸压孔的孔深均为5m，内径为60mm。 [0032] 对于第一导向卸压巷5内顶板围岩上3个爆破卸压孔的设置，其中一个爆破卸压孔垂直于顶板围岩设置，另两个爆破卸压孔沿第一导向卸压巷5隅角两侧设置，两个爆破卸压孔之间呈60°夹角；第一导向卸压巷5内底板围岩上3个爆破卸压孔的设置，其中一个爆破卸压孔垂直于底板围岩设置，另两个爆破卸压孔沿第一导向卸压巷5的下隅角两侧设置，两个爆破卸压孔之间呈60°夹角，第二导向卸压巷6内顶板围岩和底板围岩爆破卸压孔的设置与第一导向卸压巷5内爆破卸压孔的设置情况相同。 [0033] 上述顶板围岩的爆破卸压孔内均分别正向装药10kg，孔内设置雷管，并用6m的黄泥口封孔，第一导向卸压巷5内顶板围岩设置的爆破卸压孔内的雷管，与第二导向卸压巷6顶板围岩设置的爆破卸压孔内的雷管，通过靠近顶板围岩的串联孔7串联，并延长至上掘进巷道2或下掘进巷道3中；上述底板围岩的爆破卸压孔内均分别正向装药6kg，孔内设置雷管，并用2m的黄泥口封孔，第一导向卸压巷5底板围岩设置的爆破卸压孔内的雷管，与第二导向卸压巷6底板围岩设置的爆破卸压孔内的雷管，通过靠近底板围岩的串联孔7串联，并延长至上掘进巷道2或下掘进巷道3中，并在上掘进巷道2或下掘进巷道3中同时实施爆破。 [0034] 实施爆破卸压解危后，需要对该冲击地压的重点防治区域4重新进行检测，通过重新布置检测装置、监测并分析爆破后的上、下掘进巷道2、3中的冲击地压监测信号，对冲击地压的重点防治区域4进行卸压效果检验，恢复或低于正常值，确定为可以进行开采作业，未达到检测标准，则采用同样的方法进行二次解危，重新设置爆破卸压孔进行二次爆破，并再次进行卸压效果检验，依次反复，直至监测值降到正常值为止。 [0035] 以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，其保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内，本发明的保护范围以权利要求书为准。 |
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