專利名稱：一種區(qū)域性防治煤與瓦斯突出的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種區(qū)域性防治煤與瓦斯突出的方法，尤其適用于具有煤與瓦斯突出危險性煤層區(qū)域性防治煤與瓦斯突出。
背景技術：
我國對能源需求大，其中煤炭提供了超過70%的能源，大量具有煤與瓦斯突出危險性的煤層必須堅持開采才能滿足國民生產需求。煤與瓦斯突出可以造成巨大的人員傷亡和財產損失，為了防治煤與瓦斯突出事故的發(fā)生，目前主要有開采保護層和區(qū)域預抽兩種區(qū)域性防突方法，雖然開采保護層效果顯著，但是只適用于煤層群條件，此外當保護層和被保護層層間距超過保護范圍之后，被保護層卸壓不充分，消突效果不理想；由于我國煤層透氣性普遍較差，區(qū)域預抽效果往往不理想，不能及時有效的消除煤與瓦斯突出危險性。在開采保護層和區(qū)域預抽煤層瓦斯不能快速有效消除煤與瓦斯突出危險性時，如何通過其他可行方法來實現(xiàn)突出危險煤層區(qū)域防突一直是現(xiàn)場亟待解決的問題。
發(fā)明內容
技術問題本發(fā)明的目的是提供一種方法簡單、消突效果好、能降低采掘工作面應力集中的區(qū)域性防治煤與瓦斯突出的方法，
技術方案本發(fā)明一種區(qū)域性防治煤與瓦斯突出的方法，包括以下步驟
a、按礦井斷層和褶皺分布劃分采區(qū)，使采區(qū)邊界盡量為斷層或褶皺的軸部；
b、按照常規(guī)的地應力測試方法，測試出采區(qū)范圍內沿水平方向的最大地應力方向； 當所測沿水平方向的最大地應力方向與煤層走向的夾角小于45°時，沿煤層傾向布置
采區(qū)進風巷和采區(qū)回風巷，并掘進，再沿煤層走向布置工作面進風巷道和工作面回風巷道， 并掘進，使工作面沿走向回采；
當所測沿水平方向的最大地應力方向與煤層走向的夾角大于45 °時，沿煤層走向布置采區(qū)進風巷和采區(qū)回風巷，并掘進，再沿煤層傾向布置工作面進風巷道和工作面回風巷道， 并掘進，使工作面沿傾向回采。有益效果研究表明地應力為穩(wěn)定的非穩(wěn)定場，在大范圍內地應力場存在較大差異，而在某個較小范圍內地應力場相對穩(wěn)定。本發(fā)明通過合理劃分采區(qū)，將斷層或褶皺軸部作為采區(qū)邊界，使得同一采取處于同一地質單元內，能使在同一采區(qū)范圍之內地應力場相對穩(wěn)定，水平最大地應力場方向基本一致。由于煤層工作面回采主要沿走向或傾向，通過優(yōu)化煤層回采方向，使得煤層巷道平行于沿水平方向的最大地應力方向，可降低巷道端頭地應力集中，從整體上降低了巷道掘進過程中的煤與瓦斯突出危險性。本發(fā)明從整個礦井和采區(qū)系統(tǒng)的優(yōu)化設計的角度出發(fā)，可以從整體上降低煤礦煤與瓦斯突出危險性，適應范圍廣，效果顯著。
圖1是沿水平方向的最大地應力方向與煤層走向的夾角小于45°時采區(qū)工作面布置圖2是沿水平方向的最大地應力方向與煤層走向的夾角大于45°時采區(qū)工作面布置
圖中1-工作面進風巷道，2-工作面回風巷道，3-采區(qū)回風巷，4-采區(qū)進風巷，5-采區(qū)，6-工作面。
具體實施例方式下面結合附圖中的實施例對本發(fā)明作進一步的描述
本發(fā)明的區(qū)域性防治煤與瓦斯突出的方法，首先根據(jù)礦井煤層賦存條件，按礦井斷層和褶皺分布劃分采區(qū)5，使采區(qū)5邊界盡量為斷層或褶皺的軸部，當有多個斷層或褶皺時， 選擇相對較大的斷層和褶皺的軸部作為采區(qū)邊界，避免采區(qū)內有能夠嚴重改變地應力場的斷層和褶皺，使得同一采區(qū)處于同一地質單元，確保同一采區(qū)內水平最大地應力沿同一方向。按照常規(guī)的已有地應力測試方法，如地應力解除法、水力壓裂法、或者聲發(fā)射法等相對成熟的地應力測試技術，測試出采區(qū)5范圍內沿水平方向的最大地應力方向；由于采區(qū)5 內工作面回采方向主要沿走向或者傾向開采，工作面6沿哪個方向開采的同時主要煤層巷道，如工作面進風巷道1和工作面回風巷道2，也將沿那個方向掘進，當沿水平方向的最大地應力方向與巷道軸向夾角不同時將在巷道端頭產生不同的地應力集中，而導致煤與瓦斯突出危險性不同。為了降低煤與瓦斯突出危險性，當所測沿水平方向的最大地應力方向與煤層走向的夾角小于45°時，沿煤層傾向布置采區(qū)進風巷4和采區(qū)回風巷3，并掘進，再沿煤層走向布置工作面進風巷道1和工作面回風巷道2，并掘進，使工作面6沿走向回采；當所測沿水平方向的最大地應力方向與煤層走向的夾角大于45°時，沿煤層走向布置采區(qū)進風巷4和采區(qū)回風巷3，并掘進，再沿煤層傾向布置工作面進風巷道1和工作面回風巷道2，并掘進， 使工作面6沿傾向回采。由于采區(qū)進風巷4和采區(qū)回風巷3—般為巖石巷道，無煤與瓦斯突出危險性；而工作面進風巷道1和工作面回風巷道2 —般為煤層巷道，通過使得這些煤層巷道更傾向于平行于沿水平方向的最大地應力方向，從而達到降低煤巷掘進和工作面回采過程中煤與瓦斯突出危險性的目的。
權利要求
1. 一種區(qū)域性防治煤與瓦斯突出的方法，其特征在于包括以下步驟a、按礦井斷層和褶皺分布劃分采區(qū)(5)，使采區(qū)(5)邊界盡量為斷層或褶皺的軸部；b、按照常規(guī)的地應力測試方法，測試出采區(qū)(5)范圍內沿水平方向的最大地應力方向；當所測沿水平方向的最大地應力方向與煤層走向的夾角小于45°時，沿煤層傾向布置采區(qū)進風巷(4)和采區(qū)回風巷(3)，并掘進，再沿煤層走向布置工作面進風巷道(1)和工作面回風巷道(2)，并掘進，使工作面(6)沿走向回采；當所測沿水平方向的最大地應力方向與煤層走向的夾角大于45 °時，沿煤層走向布置采區(qū)進風巷(4)和采區(qū)回風巷(3)，并掘進，再沿煤層傾向布置工作面進風巷道(1)和工作面回風巷道(2)，并掘進，使工作面(6)沿傾向回采。
全文摘要
一種區(qū)域性防治煤與瓦斯突出的方法，通過合理劃分采區(qū)，使得采區(qū)內沿水平方向的最大地應力方向基本一致，并通過調整工作面回采方向，使得煤層巷道盡量平行于沿水平方向的最大地應力方向布置掘進，以降低采掘工作面端頭地應力集中，降低煤巷掘進和工作面回采過程中的煤與瓦斯突出危險性，從整體上降低礦井煤與瓦斯突出危險性。
文檔編號E21C41/16GK102444402SQ20111045228
公開日2012年5月9日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權日2011年12月30日
發(fā)明者楊威, 林柏泉, 翟成 申請人:中國礦業(yè)大學