專利名稱：煤礦沖擊地壓缺陷分割控制方法
技術領域：
本發明屬于煤礦開采技術領域。
背景技術：
進入二十一世紀以來，包括我國在內，南非、加拿大、烏克蘭、德國、澳大利亞、波蘭、俄羅斯、美國、等多個國家和地區在煤礦開采中出現了沖擊地壓現象，造成了巨大人員和設備損失。隨著礦井開采深度的增加，開采范圍的擴大，開采的邊界條件的復雜化，沖擊地壓的防治越來越嚴重，已經成為公認的世界級難題。深井沖擊地壓煤層開采的破壞性沖擊地壓造成的危險性不斷增加，目前深井沖擊地壓的防治與常規的防治方法沒有根本性區別，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，這些常規措施在本質上很難達到降低沖擊危險程度的目的，同時由于存在操作困難、制造的卸壓范圍小等缺點，造成高應力轉移不到位，能量釋放不充分，沖擊地壓難以控制，且容易發生級別較大的能量釋放，造成重大的損失。當采場存在異常高應力區時，實施常規的鉆孔爆破和鉆孔卸壓時，鉆進就很困難，解危效果較差。因此大埋深(大于800米)高應力(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到完全控制的程度，發明一種采用分割原理防治沖擊地壓的技術方法對煤礦安全管理具有重大意義。

發明內容
本發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力區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。本發明的技術方案是第一步圈定沖擊危險區域在沖擊地壓危險煤層的掘進和開采涉及的區域，通過類比、相臨采場沖擊地壓顯現特征的分析、判定，同時采用鉆屑法進行現場檢測，劃分出高應力區域，作為沖擊地壓的防治重點區域；第二步大直徑深孔破壞煤層，制造出隔離“帶”在高應力區域的巷道內，每間隔60-70m沿巷道垂直向煤層中掘進兩條卸壓巷道，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、且貫穿高應力峰值區域；巷道采用簡易支護，邊監測、邊卸壓、邊掘進；掘進完成后，對兩條卸壓巷道之間的煤柱進行卸壓爆破；爆破時，首先在兩條卸壓巷道內分別向對面的卸壓巷道進行鉆孔，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，鉆孔仰角0 3°，裝藥長度2. 0-3. Om且裝至孔底，孔內均勻布置2-3對并聯的雷管，孔外連線，每5個孔同時起爆一次，直至全部孔爆完，將整個完整煤柱破壞。第三步然后，將卸壓巷道進行矸石充填，并用水泥漿將充填的矸石固化。
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本發明的積極效果是1、通過在高應力煤體內實施間隔爆破技術，將煤柱破壞，制造出大的破壞“帶”，改變了局部應力分布，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，從根本上降低破壞性沖擊危險性。2、矸石充填改變了局部區域的煤層沖擊傾向性，使得沖擊煤層的物理性質產生了重大差異性。


下面結合

本發明的實施。圖1是危險區域示意圖；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。
具體實施例方式下面參照附圖對本發明技術方案進一步說明。第一步如圖1所示，在某個工作面開采前，首先圈定沖擊危險區域。具體是，在沖擊地壓危險煤層的掘進和開采涉及的區域，通過類比、相臨采場沖擊地壓顯現特征的分析、判定，同時采用鉆屑法進行現場檢測，劃分出高應力區域，作為沖擊地壓的防治重點區域；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，在高應力區域的巷道內，每間隔60-70m沿巷道垂直向煤層中掘進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，且貫穿高應力峰值區域；巷道采用簡易支護，邊監測、邊卸壓、邊掘進；掘進完成后，對兩條卸壓巷道之間的煤柱進行卸壓爆破；爆破時首先在兩條卸壓巷道內分別向對面的卸壓巷道進行鉆孔，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，鉆孔仰角0 3°，裝藥長度2. 0-3. Om且裝至孔底，孔內均勻布置2-3對并聯的雷管，孔外連線，每5個孔同時起爆一次，直至全部孔爆完，將整個完整煤柱破壞。第三步然后，將卸壓巷道進行矸石充填，并用水泥漿將充填的矸石固化，實施效果見圖3。
權利要求
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區域在沖擊地壓危險煤層的掘進和開采涉及的區域，通過類比、相臨采場沖擊地壓顯現特征的分析、判定，同時采用鉆屑法進行現場檢測，劃分出高應力區域，作為沖擊地壓的防治重點區域；第二步大直徑深孔破壞煤層，制造出隔離帶在高應力區域的巷道內，每間隔60-70m沿巷道垂直向煤層中掘進兩條卸壓巷道，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、且貫穿高應力峰值區域；巷道采用簡易支護，邊監測、邊卸壓、邊掘進；掘進完成后，對兩條卸壓巷道之間的煤柱進行卸壓爆破；爆破時，首先在兩條卸壓巷道內分別向對面的卸壓巷道進行鉆孔，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，鉆孔仰角0 3°，裝藥長度2. 0-3. Om且裝至孔底，孔內均勻布置2_3對并聯的雷管，孔外連線，每5個孔同時起爆一次，直至全部孔爆完，將整個完整煤柱破壞；第三步將卸壓巷道進行矸石充填，并用水泥漿將充填的矸石固化。
全文摘要
本發明公開了一種煤礦沖擊地壓缺陷分割控制方法，它首先圈定高應力區域，作為沖擊地壓的防治重點區域；然后在高應力區域的巷道內，沿巷道垂直向煤層中掘進兩條卸壓巷道；掘進完成后，對兩條卸壓巷道之間的煤柱進行卸壓爆破；最后將卸壓巷道進行矸石充填，并用水泥漿將充填的矸石固化。本發明通過在高應力煤體內實施間隔爆破技術，將煤柱破壞，制造出大的破壞“帶”，改變了局部應力分布，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，從根本上降低破壞性沖擊危險性。
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 優先權日2011年9月12日
發明者潘立友 申請人:山東科技大學