本發(fā)明屬于煤礦開采技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在煤礦開采中，硬度普氏系數(shù)f小于等于1.0的煤層屬于軟煤層。我國煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜多變，隨著礦井開采深度的增加，軟煤層沖擊地壓越來越嚴(yán)重，這種軟煤層屬于沖擊性軟煤層。巷道掘進(jìn)過程的迎頭前方常常伴隨有構(gòu)造、煤巖層結(jié)構(gòu)異常、瓦斯異常等情況，因此，深部沖擊軟煤層巷道掘進(jìn)迎頭沖擊地壓防治是目前需要解決的技術(shù)難題。發(fā)生在巷道迎頭的破壞性沖擊地壓造成的危險性不斷增加，沖擊軟煤層尤為嚴(yán)重，目前這類沖擊地壓的防治方法主要采取鉆孔卸壓措施，這種方法在沖擊軟煤層條件下容易誘發(fā)沖擊破壞，造成震頂，卡死鉆機(jī)現(xiàn)象。隨著開采深度增加，很難達(dá)到降低沖擊軟煤層危險程度的目的。同時由于存在隱蔽性擾動誘發(fā)危險，其控制難度異常艱難，由于目前的鉆孔卸壓方法形成的卸壓范圍小，鉆孔間卸壓不充分，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)巷道迎頭存在異常高應(yīng)力區(qū)時，進(jìn)行常規(guī)的鉆孔卸壓時，還出現(xiàn)鉆進(jìn)困難現(xiàn)象，解危效果較差。因此到目前為止，高應(yīng)力、大埋深條件下的沖擊軟煤層巷道迎頭沖擊地壓還沒有從根本上達(dá)到完全控制的程度。發(fā)明一種采用鉆孔導(dǎo)向與震動擴(kuò)散耦合方法防治沖擊軟煤層巷道迎頭沖擊地壓的技術(shù)方法具有重大現(xiàn)實意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，從根本上達(dá)到完全控制的程度，本發(fā)明提出一種沖擊性軟煤層巷道迎頭釋放地壓能量的方法。該方法通過鉆孔導(dǎo)向與震動擴(kuò)散耦合釋放能量。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種沖擊性軟煤層巷道迎頭釋放地壓能量的方法，其特征在于，步驟如下：

第一步、確定沖擊性軟煤層巷道迎頭具有沖擊危險的區(qū)域

在沖擊軟煤層掘進(jìn)迎頭，通過類比、相臨采場沖擊地壓顯現(xiàn)特征的分析、現(xiàn)場實際觀測判定，確定具有沖擊危險的區(qū)域；

第二步、施工導(dǎo)向孔

在確定出具有沖擊危險區(qū)域的巷道迎頭，沿著巷道走向，在斷面垂直中心線兩側(cè)同一水平線上布置兩個直徑115mm以上的大直徑導(dǎo)向孔，要求孔深20m，孔口位置距離底板1.2-1.6m，兩個鉆孔間距0.6-0.8m；巷道每掘進(jìn)12m，將兩個鉆孔繼續(xù)向前鉆進(jìn)20m，保持有8m深度的緩沖保護(hù)帶；在鉆孔施工的過程中，根據(jù)鉆進(jìn)速度與鉆進(jìn)動力顯現(xiàn)情況，確定煤層變化情況與應(yīng)力強弱，獲得沖擊危險性的位置深度；另一方面兩個鉆孔起到增加自由面導(dǎo)向卸壓的作用；

當(dāng)確定煤層應(yīng)力無變化時，繼續(xù)向前掘進(jìn)，每掘進(jìn)12m，停止掘進(jìn)，將兩個鉆孔繼續(xù)向前鉆進(jìn)到20m深度，保持前方至少有8m深度的緩沖保護(hù)帶；

第三步、爆破震動卸壓

當(dāng)確定煤層應(yīng)力有變化時，在掘進(jìn)到距離具有沖擊危險性的深度位置4m時，停止掘進(jìn)，在巷道兩側(cè)沿著巷道走向施工震動孔，每側(cè)施工三個震動孔，包括兩個直徑115mm以上的大直徑空孔和一個直徑42mm爆破孔，大直徑空孔深度10m，爆破孔深度8m，三個震動孔布置在同一水平線上，仰角0～3°，距離底板高度1.2-1.5m；兩個大直徑空孔間距0.8-1m，其中靠近里側(cè)的大直徑空孔距離導(dǎo)向孔0.5m，爆破孔布置在兩個大直徑空孔中間；大直徑空孔不裝藥作為爆破碎脹空間，爆破孔裝藥長度1.0-1.5m，爆破孔內(nèi)均勻布置兩個并聯(lián)的雷管，孔外串聯(lián)連線，一次起爆；爆破后將大直徑導(dǎo)向孔之間的裂隙導(dǎo)通，形成破壞帶，卸除沖擊壓力。

本發(fā)明的工作原理和積極效果是：1、通過施工大直徑深導(dǎo)向孔，一方面獲得沖擊危險性的細(xì)微分布，另一方面起到導(dǎo)向卸壓與自由面的作用；2、震動孔爆破后，將大直徑空孔之間裂隙導(dǎo)通，形成破壞帶，保障了迎頭區(qū)域掘進(jìn)期間的安全；3、超前導(dǎo)向孔提前施工，對爆破卸壓起到超前引導(dǎo)作用，形成“凸”型破壞形態(tài)，提前、有序釋放能量，從根本上降低破壞性沖擊危險性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖說明本發(fā)明的實施。

圖1是本發(fā)明導(dǎo)向孔和震動孔斷面布置圖的示意圖；

圖2是圖1的A-A向視圖，即導(dǎo)向孔和震動孔平面布置圖的示意圖。

圖中：1-大直徑導(dǎo)向孔，2-大直徑空孔，3-藥卷，4-爆破孔，5-巷道迎頭。

具體實施方式

如圖1和圖2所示，本發(fā)明的沖擊性軟煤層巷道迎頭釋放地壓能量的方法如下：

一、確定沖擊性軟煤層巷道迎頭具有沖擊危險的區(qū)域

在沖擊軟煤層掘進(jìn)迎頭，通過類比、相臨采場沖擊地壓顯現(xiàn)特征的分析、現(xiàn)場實際觀測判定，確定具有沖擊危險的區(qū)域；

二、施工導(dǎo)向孔

如圖1和圖2所示，在確定出具有沖擊危險區(qū)域的巷道迎頭5，沿著巷道走向，在斷面垂直中心線兩側(cè)同一水平線上布置兩個直徑115mm以上的大直徑導(dǎo)向孔1，要求孔深h1＝20m，孔口位置距離底板高度H＝1.2-1.6m，孔間距a＝0.6-0.8m；在鉆孔施工的過程中，根據(jù)鉆進(jìn)速度與鉆進(jìn)動力顯現(xiàn)情況，確定煤層變化情況與應(yīng)力強弱，獲得沖擊危險性的位置深度；另一方面兩個鉆孔起到增加自由面導(dǎo)向卸壓的作用；

當(dāng)確定煤層應(yīng)力無變化時，可繼續(xù)向前掘進(jìn)，每掘進(jìn)12m，停止掘進(jìn)，將兩個大直徑導(dǎo)向孔1繼續(xù)向前鉆進(jìn)到20m深度，保持前方至少有8m深度的緩沖保護(hù)帶；

三、爆破震動卸壓

當(dāng)進(jìn)一步確定煤層應(yīng)力有變化時，在掘進(jìn)到距離具有沖擊危險性的深度位置4m時，停止掘進(jìn)，在巷道兩側(cè)沿著巷道走向施工震動孔，每側(cè)施工三個震動孔，包括兩個直徑115mm以上的大直徑空孔2和一個直徑42mm爆破孔4，大直徑空孔2深度h2＝10m，爆破孔4深度h3＝8m，三個震動孔布置在同一水平線上，仰角0～3°，距離底板高度h4＝1.2-1.5m；兩個大直徑空孔間距c＝0.8-1m，其中靠近里側(cè)的大直徑空孔2與導(dǎo)向孔1的距離b＝0.5m，爆破孔4布置在兩個大直徑孔2中間；大直徑空孔2不裝藥作為爆破碎脹空間，爆破孔4裝有藥卷3，藥卷3裝藥長度1.0-1.5m，爆破孔4內(nèi)均勻布置兩個并聯(lián)的雷管，孔外串聯(lián)連線，一次起爆；爆破后將大直徑空孔2之間的裂隙導(dǎo)通，形成破壞帶，卸除沖擊壓力。