專利名稱：煤礦沖擊地壓缺陷分割控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煤礦開采技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，包括我國在內(nèi)，南非、加拿大、烏克蘭、德國、澳大利亞、波蘭、俄羅斯、美國、等多個(gè)國家和地區(qū)在煤礦開采中出現(xiàn)了沖擊地壓現(xiàn)象，造成了巨大人員和設(shè)備損失。隨著礦井開采深度的增加，開采范圍的擴(kuò)大，開采的邊界條件的復(fù)雜化，沖擊地壓的防治越來越嚴(yán)重，已經(jīng)成為公認(rèn)的世界級難題。深井沖擊地壓煤層開采的破壞性沖擊地壓造成的危險(xiǎn)性不斷增加，目前深井沖擊地壓的防治與常規(guī)的防治方法沒有根本性區(qū)別，主要采取解危措施，包括鉆孔爆破卸壓、鉆孔卸壓、頂板處理等措施。隨著開采深度增加，這些常規(guī)措施在本質(zhì)上很難達(dá)到降低沖擊危險(xiǎn)程度的目的，同時(shí)由于存在操作困難、制造的卸壓范圍小等缺點(diǎn)，造成高應(yīng)力轉(zhuǎn)移不到位，能量釋放不充分，沖擊地壓難以控制，且容易發(fā)生級別較大的能量釋放，造成重大的損失。當(dāng)采場存在異常高應(yīng)力區(qū)時(shí)，實(shí)施常規(guī)的鉆孔爆破和鉆孔卸壓時(shí)，鉆進(jìn)就很困難，解危效果較差。因此大埋深(大于800米)高應(yīng)力(大于20Mp)條件下的沖擊地壓控制到目前為止還沒有從根本上達(dá)到完全控制的程度，發(fā)明一種采用分割原理防治沖擊地壓的技術(shù)方法對煤礦安全管理具有重大意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對目前800米以上深部開采沖擊地壓防治中存在高應(yīng)力區(qū)域的局部解危措施不能控制沖擊地壓的問題，提出一種將沖擊能量“化整為零”漸次釋放的有效方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是第一步圈定沖擊危險(xiǎn)區(qū)域在沖擊地壓危險(xiǎn)煤層的掘進(jìn)和開采涉及的區(qū)域，通過類比、相臨采場沖擊地壓顯現(xiàn)特征的分析、判定，同時(shí)采用鉆屑法進(jìn)行現(xiàn)場檢測，劃分出高應(yīng)力區(qū)域，作為沖擊地壓的防治重點(diǎn)區(qū)域；第二步大直徑深孔破壞煤層，制造出隔離“帶”在高應(yīng)力區(qū)域的巷道內(nèi)，每間隔60-70m沿巷道垂直向煤層中掘進(jìn)兩條卸壓巷道，兩條卸壓巷道間距15-20m，卸壓巷道斷面積均為6-8平方米、深度15_18m、且貫穿高應(yīng)力峰值區(qū)域；巷道采用簡易支護(hù)，邊監(jiān)測、邊卸壓、邊掘進(jìn)；掘進(jìn)完成后，對兩條卸壓巷道之間的煤柱進(jìn)行卸壓爆破；爆破時(shí)，首先在兩條卸壓巷道內(nèi)分別向?qū)γ娴男秹合锏肋M(jìn)行鉆孔，孔的直徑42mm，孔深6. 0-7. Om,孔距巷道底板1. 0 1. 3m，鉆孔間距3-細(xì)，鉆孔仰角0 3°，裝藥長度2. 0-3. Om且裝至孔底，孔內(nèi)均勻布置2-3對并聯(lián)的雷管，孔外連線，每5個(gè)孔同時(shí)起爆一次，直至全部孔爆完，將整個(gè)完整煤柱破壞。第三步然后，將卸壓巷道進(jìn)行矸石充填，并用水泥漿將充填的矸石固化。
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本發(fā)明的積極效果是1、通過在高應(yīng)力煤體內(nèi)實(shí)施間隔爆破技術(shù)，將煤柱破壞，制造出大的破壞“帶”，改變了局部應(yīng)力分布，人為制造出無沖擊隔離帶，將能量釋放的范圍減小，一次釋放的能量級別控制在允許范圍內(nèi)，從根本上降低破壞性沖擊危險(xiǎn)性。2、矸石充填改變了局部區(qū)域的煤層沖擊傾向性，使得沖擊煤層的物理性質(zhì)產(chǎn)生了重大差異性。


下面結(jié)合

本發(fā)明的實(shí)施。圖1是危險(xiǎn)區(qū)域示意圖；圖2是缺陷分割示意圖；圖3是矸石充填與煤體破壞剖面圖。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)一步說明。第一步如圖1所示，在某個(gè)工作面開采前，首先圈定沖擊危險(xiǎn)區(qū)域。具體是，在沖擊地壓危險(xiǎn)煤層的掘進(jìn)和開采涉及的區(qū)域，通過類比、相臨采場沖擊地壓顯現(xiàn)特征的分析、判定，同時(shí)采用鉆屑法進(jìn)行現(xiàn)場檢測，劃分出高應(yīng)力區(qū)域，作為沖擊地壓的防治重點(diǎn)區(qū)域；第二步如圖2所示，采用大直徑深孔破壞煤層，制造出隔離“帶”。具體是，在高應(yīng)力區(qū)域的巷道內(nèi)，每間隔60-70m沿巷道垂直向煤層中掘進(jìn)2條卸壓巷道，兩條卸壓巷道間距15-20m，兩條卸壓巷道斷面積均為6-8平方米、深度15_18m，且貫穿高應(yīng)力峰值區(qū)域；巷道采用簡易支護(hù)，邊監(jiān)測、邊卸壓、邊掘進(jìn)；掘進(jìn)完成后，對兩條卸壓巷道之間的煤柱進(jìn)行卸壓爆破；爆破時(shí)首先在兩條卸壓巷道內(nèi)分別向?qū)γ娴男秹合锏肋M(jìn)行鉆孔，孔的直徑42mm，孔深6. 0-7. Om,孔距巷道底板1. 0 1. 3m，鉆孔間距3-細(xì)，鉆孔仰角0 3°，裝藥長度2. 0-3. Om且裝至孔底，孔內(nèi)均勻布置2-3對并聯(lián)的雷管，孔外連線，每5個(gè)孔同時(shí)起爆一次，直至全部孔爆完，將整個(gè)完整煤柱破壞。第三步然后，將卸壓巷道進(jìn)行矸石充填，并用水泥漿將充填的矸石固化，實(shí)施效果見圖3。
權(quán)利要求
1. 一種煤礦沖擊地壓缺陷分割控制方法，其特征在于，步驟如下第一步圈定沖擊危險(xiǎn)區(qū)域在沖擊地壓危險(xiǎn)煤層的掘進(jìn)和開采涉及的區(qū)域，通過類比、相臨采場沖擊地壓顯現(xiàn)特征的分析、判定，同時(shí)采用鉆屑法進(jìn)行現(xiàn)場檢測，劃分出高應(yīng)力區(qū)域，作為沖擊地壓的防治重點(diǎn)區(qū)域；第二步大直徑深孔破壞煤層，制造出隔離帶在高應(yīng)力區(qū)域的巷道內(nèi)，每間隔60-70m沿巷道垂直向煤層中掘進(jìn)兩條卸壓巷道，兩條卸壓巷道間距15-20m，卸壓巷道斷面積均為6-8平方米、深度15_18m、且貫穿高應(yīng)力峰值區(qū)域；巷道采用簡易支護(hù)，邊監(jiān)測、邊卸壓、邊掘進(jìn)；掘進(jìn)完成后，對兩條卸壓巷道之間的煤柱進(jìn)行卸壓爆破；爆破時(shí)，首先在兩條卸壓巷道內(nèi)分別向?qū)γ娴男秹合锏肋M(jìn)行鉆孔，孔的直徑42mm，孔深6. 0-7. Om,孔距巷道底板1. 0 1. 3m,鉆孔間距3-細(xì)，鉆孔仰角0 3°，裝藥長度2. 0-3. Om且裝至孔底，孔內(nèi)均勻布置2_3對并聯(lián)的雷管，孔外連線，每5個(gè)孔同時(shí)起爆一次，直至全部孔爆完，將整個(gè)完整煤柱破壞；第三步將卸壓巷道進(jìn)行矸石充填，并用水泥漿將充填的矸石固化。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤礦沖擊地壓缺陷分割控制方法，它首先圈定高應(yīng)力區(qū)域，作為沖擊地壓的防治重點(diǎn)區(qū)域；然后在高應(yīng)力區(qū)域的巷道內(nèi)，沿巷道垂直向煤層中掘進(jìn)兩條卸壓巷道；掘進(jìn)完成后，對兩條卸壓巷道之間的煤柱進(jìn)行卸壓爆破；最后將卸壓巷道進(jìn)行矸石充填，并用水泥漿將充填的矸石固化。本發(fā)明通過在高應(yīng)力煤體內(nèi)實(shí)施間隔爆破技術(shù)，將煤柱破壞，制造出大的破壞“帶”，改變了局部應(yīng)力分布，人為制造出無沖擊隔離帶，將能量釋放的范圍減小，一次釋放的能量級別控制在允許范圍內(nèi)，從根本上降低破壞性沖擊危險(xiǎn)性。
文檔編號E21B7/04GK102383728SQ20111028291
公開日2012年3月21日 申請日期2011年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月12日
發(fā)明者潘立友 申請人:山東科技大學(xué)