一種強沖擊危險煤層群沖擊地壓的防治方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種強沖擊危險煤層群沖擊地壓的防治方法，具體步驟是：（1）選擇開采的鄰近層：因嚴重沖擊危險性而需要預(yù)卸壓的開采煤層處，選擇無沖擊危險性或弱沖擊危險性的煤層，作為開采的鄰近層；（2）對鄰近層進行開采：將步驟（1）選取的鄰近層采用沿空留巷的方法進行整層連續(xù)卸壓開采且不留煤柱；（3）開采煤層采取二次卸壓：（4）檢驗卸壓效果：實施卸壓解危方法后，利用微震系統(tǒng)、應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)和鉆屑法其中之一對開采煤層卸壓效果進行檢驗；若卸壓效果未達到所需的效果，則重復(fù)步驟（3）直至達到所需的卸壓效果。無需在開采煤層進行實施，能達到所需的預(yù)卸壓效果，不會影響開采煤層的正常生產(chǎn)，提高工作人員的安全性。
【專利說明】一種強沖擊危險煤層群沖擊地壓的防治方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種強沖擊危險煤層群沖擊地壓的防治方法，屬于煤礦安全【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]沖擊礦壓是礦山煤巖動力災(zāi)害之一，近年來由于開采深度的增加，礦井規(guī)模的擴大，掘進面的不斷延伸以及開采條件越來越復(fù)雜，沖擊礦壓事故越來越嚴重，多數(shù)礦井已出現(xiàn)了沖擊地壓事故，嚴重影響了礦井工人的身心健康和礦山的生產(chǎn)安全。因此預(yù)防和減小沖擊礦壓的危險性對礦山安全生產(chǎn)和經(jīng)濟效益顯得尤為重要和緊迫。強沖擊危險性煤層的整層預(yù)卸壓對于沖擊礦壓的防治有著極為重要的意義。常用沖擊危險解危方法有卸壓爆破、煤層注水、鉆孔卸壓、定向裂縫等。傳統(tǒng)的這些解危方法都是在開采煤層工作面實施的，由于在開采煤層工作面實施使得保護層開采的方法只是開采煤層一部分，不能整層連續(xù)卸壓開采，也不能開采巖層，具有局限性。這些方法不能達到很好的預(yù)卸壓效果，且影響開采煤層工作面的正常生產(chǎn)，具有一定的危險性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種強沖擊危險煤層群沖擊地壓的防治方法，無需在開采煤層進行實施，能達到所需的預(yù)卸壓效果，不會影響開采煤層的正常生產(chǎn)，提高工作人員的安全性。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體步驟為:
(O選擇開采的鄰近層:因嚴重沖擊危險性而需要預(yù)卸壓的開采煤層處，選擇無沖擊危險性或弱沖擊危險性的煤層，作為開采的鄰近層，避免了預(yù)卸壓方法只開采煤層的局限性；
(2)對鄰近層進行開采:將步驟(I)選取的鄰近層采用沿空留巷的方法進行整層連續(xù)卸壓開采且不留煤柱，避免煤柱造成局部應(yīng)力集中；
(3)開采煤層采取二次卸壓:
a.確定需要卸壓的煤巖層的具體位置，根據(jù)鄰近層與開采煤層之間的煤巖層厚度以及強度因素，確定需要卸壓的巖層以及鉆孔位置，進行鉆孔；
b.對鉆孔進行加固和封孔；
c.根據(jù)開采煤層應(yīng)力集中區(qū)域特性及需要達到的效果，對鉆孔采用卸壓爆破、煤層注水、鉆孔卸壓和定向裂縫其中之一的卸壓解危方法，進行實施；
(4)檢驗卸壓效果:實施卸壓解危方法后，利用微震系統(tǒng)、應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)和鉆屑法其中之一對開采煤層卸壓效果進行檢驗；若卸壓效果未達到所需的效果，則重復(fù)步驟(3)直至達到所需的卸壓效果。
[0005]通過鄰近層整層開采可以對嚴重沖擊危險性的開采層進行預(yù)卸壓，其原理是:鄰近層整層開采后，將會引起上覆巖層結(jié)構(gòu)的破壞和運動，使開采煤層的高應(yīng)力得到釋放，降低了沖擊危險性。
[0006]進一步，所述的開采的鄰近層采用鄰近軟弱巖層。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能通過鄰近層的整層連續(xù)卸壓開采和穿層鉆孔局部卸壓對開采層進行提前卸壓，時效性長，面積大，卸壓能達到很好的效果，優(yōu)于保護層開采中只開采煤層一部分的方法；同時在開采煤層進行實施，所以不影響開采煤層工作面的正常生產(chǎn)，提高工作人員的安全性，能很好地對開采煤層進行預(yù)卸壓。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明中一種局部卸壓鉆孔位置示意圖；
圖2是本發(fā)明中另一種局部卸壓鉆孔位置示意圖。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0010]本發(fā)明的具體步驟為:
(1)選擇開采的鄰近層:因嚴重沖擊危險性而需要預(yù)卸壓的開采煤層處，選擇無沖擊危險性或弱沖擊危險性的煤層，作為開采的鄰近層，避免了預(yù)卸壓方法只開采煤層的局限性；
(2)對鄰近層進行開采:將步驟(I)選取的鄰近層采用沿空留巷的方法進行整層連續(xù)卸壓開采且不留煤柱，避免煤柱造成局部應(yīng)力集中；
(3)開采煤層采取二次卸壓:
a.確定需要卸壓的煤巖層的具體位置，如圖1和圖2所示，根據(jù)鄰近層與開采煤層之間的煤巖層厚度以及強度因素，確定需要卸壓的巖層以及鉆孔位置，進行鉆孔；
b.對鉆孔進行加固和封孔；
c.根據(jù)開采煤層應(yīng)力集中區(qū)域特性及需要達到的效果，對鉆孔采用卸壓爆破、煤層注水、鉆孔卸壓和定向裂縫其中之一的卸壓解危方法，進行實施；
(4)檢驗卸壓效果:實施卸壓解危方法后，利用微震系統(tǒng)、應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)和鉆屑法其中之一對開采煤層卸壓效果進行檢驗；若卸壓效果未達到所需的效果，則重復(fù)步驟(3)直至達到所需的卸壓效果。
[0011]卸壓爆破是通過在煤巖體中實施鉆孔及爆破來改變應(yīng)力分布的一種卸壓措施。在回采工作面及上下兩巷震動爆破能最大限度地釋放積聚在煤體中的彈性能，在工作面附近及巷道兩幫形成卸壓破壞區(qū)，使壓力升高區(qū)向煤體深部轉(zhuǎn)移。卸壓爆破是沖擊礦壓解危措施中最常用的一種方法。
[0012]煤層注水是通過高壓向煤體注水，以改變煤體的物理性質(zhì)及在煤巖體周圍產(chǎn)生裂縫，起到降低煤體抗壓強度和破壞原有結(jié)構(gòu)以釋放積累的能量，降低所受應(yīng)力的目的。大量的研究表明，煤系地層巖層的單向抗壓強度隨著含水量的增加而降低。
[0013]采用煤體鉆孔可以釋放煤體中積聚的彈性能，消除應(yīng)力升高區(qū)。頂板巖層作用在煤體上，工作面前方煤體所受的壓力將有比較大的升高，而鉆孔卸壓通過鉆孔使原來作用于周邊圍巖的高應(yīng)力向卸壓區(qū)以外的巖體深部轉(zhuǎn)移。這種方式的卸壓過程是以巷道周邊巖體的完整性結(jié)構(gòu)被破壞為代價的。[0014]定向裂縫有定向水力裂縫法和定向爆破裂縫法。
[0015]定向水力裂縫法就是人為地在巖層中，預(yù)先制造一個裂縫，在較短的時間內(nèi)，采用高壓水將巖體沿預(yù)先制造的裂縫破裂。在高壓水的作用下，巖體的破裂半徑范圍可達15-25m,有的甚至更大。
[0016]采用定向水力裂縫法可簡單、有效、低成本地改變巖體的物理力學性質(zhì)，故這種方法可用于減低沖擊礦壓危險性，改變頂板巖體的物理力學性質(zhì)，將堅硬厚層頂板分成幾個分層或破壞其完整性；為維護平巷，將懸頂挑落；在煤體中制造裂縫，有利于瓦斯抽放；破壞煤體的完整性，降低開采時產(chǎn)生的煤塵等。
[0017]當開采煤層附近沒有無沖擊危險性或弱沖擊危險性的煤層時，可以采用鄰近軟弱巖層作為開采的鄰近層，從而保證本發(fā)明的順利實施。
【權(quán)利要求】
1.一種強沖擊危險煤層群沖擊地壓的防治方法，其特征在于，具體步驟為: (1)選擇開采的鄰近層:因嚴重沖擊危險性而需要預(yù)卸壓的開采煤層處，選擇無沖擊危險性或弱沖擊危險性的煤層，作為開采的鄰近層； (2)對鄰近層進行開采:將步驟(I)選取的鄰近層采用沿空留巷的方法進行整層連續(xù)卸壓開采且不留煤柱； (3)開采煤層采取二次卸壓: a.確定需要卸壓的煤巖層的具體位置，根據(jù)鄰近層與開采煤層之間的煤巖層厚度以及強度因素，確定需要卸壓的巖層以及鉆孔位置，進行鉆孔； b.對鉆孔進行加固和封孔； c.根據(jù)開采煤層應(yīng)力集中區(qū)域特性及需要達到的效果，對鉆孔采用卸壓爆破、煤層注水、鉆孔卸壓和定向裂縫其中之一的卸壓解危方法，進行實施； (4)檢驗卸壓效果:實施卸壓解危方法后，利用微震系統(tǒng)、應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)和鉆屑法其中之一對開采煤層卸壓效果進行檢驗；若卸壓效果未達到所需的效果，則重復(fù)步驟(3)直至達到所需的卸壓效果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強沖擊危險煤層群沖擊地壓的防治方法，其特征在于，所述的開采的鄰近層采用鄰近軟弱巖層。
【文檔編號】E21C41/16GK103939099SQ201410144452
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】陸菜平, 張農(nóng), 劉廣建, 薛俊華, 左源耀 申請人:中國礦業(yè)大學