本發(fā)明屬于煤礦開采技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
所謂復(fù)合煤層是指有些煤層賦存的時候,某些區(qū)域煤層間隔的巖層慢慢變薄,在個別區(qū)域兩個煤層完全合并到一起,就叫復(fù)合煤層。復(fù)合煤層具有軟、硬結(jié)構(gòu)、薄厚分層的結(jié)構(gòu)特性。
礦井開采中發(fā)生的沖擊地壓是世界范圍內(nèi)技術(shù)難題,我國煤層賦存條件復(fù)雜,沖擊地壓發(fā)生在多種地質(zhì)條件下,隨著礦井開采深度的增加,特別是復(fù)合煤層,用常規(guī)防治沖擊地壓方法很難達到消除的目的。復(fù)合沖擊煤層的結(jié)構(gòu)特性,要求防控方法具有可操作性,否則會投入大、效果差。目前深部、復(fù)合煤層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(底)處理等措施。隨著開采深度增加,這些常規(guī)措施在本質(zhì)上很難達到降低沖擊危險程度的目的,同時由于煤層具有分層特性,其破壞與能量釋放與一般煤層有較大差異性;人們需要充分考慮復(fù)合煤層軟、硬結(jié)構(gòu)、薄厚分層特性,利用這種結(jié)構(gòu)特性,找到一種能充分釋放能量的方法。
在復(fù)合煤層中掘進巷道時后,在巷道后路會出現(xiàn)差異性沖擊地壓,沖擊模式具有多重性。采用常規(guī)的鉆孔爆破和鉆孔卸壓時,如果空間位置選擇不當,會誘發(fā)沖擊,造成嚴重傷亡。因此,大埋深、復(fù)合煤層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。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是針對目前深部、復(fù)合煤層開采沖擊地壓防治中存在局部解危措施不能控制沖擊地壓的問題,提出一種復(fù)合煤層巷道后路沖擊地壓防治法。
為達到上述目的,本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
一種復(fù)合煤層巷道后路沖擊地壓防治方法,其特征在于,步驟如下:
第一步、圈定沖擊危險區(qū)域
在復(fù)合煤層巷道掘進涉及的區(qū)域,通過類比、巷道掘進采場沖擊地壓顯現(xiàn)特征的分析、實際觀測數(shù)據(jù)判定,劃分出高應(yīng)力區(qū)域,作為沖擊地壓防治重點區(qū)域;
第二步、在軟煤分層中制造自由面
在圈定的沖擊危險區(qū)域的巷道后路,選擇出煤層中最軟的那層軟煤分層,在軟煤分層的最上部每距離15-20m施工兩個自由孔,兩個自由孔水平間距0.4-0.5m,自由孔直徑大于115mm、深度10-12m,自由孔可形成一個較大的自由面,通過自由面釋放一部分沖擊能量;
第三步、爆破誘導(dǎo)釋放硬分層的沖擊能量
在臨近上述最軟分層的上部那層硬煤分層中施工一個爆破孔,爆破孔與軟硬分界面的距離0.4-0.5m,爆破孔直徑42mm、深度與自由孔相同為10-12m,底部裝藥爆破,裝藥長度2.0-2.5m,爆破時充分利用上述自由孔形成的自由面,爆破誘導(dǎo)釋放出沖擊能量,從而形成耦合釋放能量的空間,再加上爆破裂隙空間,將復(fù)合煤層整體性切割、破壞、震動,在縱向上形成釋能圈,起到緩慢有序釋放能量作用。
本發(fā)明的積極效果是:通過在軟分層實施鉆孔,將煤層破壞,制造出自由面,局部打破復(fù)合煤層結(jié)構(gòu)性,釋放部分能量;然后在鄰近硬煤分層實施爆破,實現(xiàn)了軟、硬煤層耦合緩慢釋放能量,在縱向形成能量釋放圈,從而控制巷道后路沖擊地壓的發(fā)生。
附圖說明
下面結(jié)合附圖說明本發(fā)明的實施例。
圖1是本發(fā)明實施例自由孔布置平面圖;
圖2是本發(fā)明實施例自由孔和爆破孔布置斷平面圖。
圖例說明,1-沖擊地壓防治重點區(qū)域,2-自由孔,3-爆破孔,4-硬煤分層,5-軟煤分層,6-巷道后路。
具體實施方式
如圖1和圖2所示,本發(fā)明的復(fù)合煤層巷道后路沖擊地壓防治方法如下:
一、圈定沖擊危險區(qū)域
在復(fù)合煤層巷道掘進涉及的區(qū)域,通過類比、巷道掘進采場沖擊地壓顯現(xiàn)特征的分析、實際觀測數(shù)據(jù)判定,劃分出高應(yīng)力區(qū),作為沖擊地壓防治重點區(qū)域1。
二、在軟煤分層中制造自由面
在圈定的沖擊危險區(qū)域1的巷道后路6,選擇出煤層中最軟的那層軟煤分層5,在軟煤分層5的最上部每距離c=15-20m施工兩個自由孔2,兩個自由孔2水平間距b=0.4-0.5m,自由孔2直徑大于115mm、深度d=10-12m,自由孔可形成一個較大的自由面,通過自由面釋放一部分沖擊能量。
三、爆破誘導(dǎo)釋放硬分層的沖擊能量
在臨近上述最軟分層5的上部那層硬煤分層4中施工兩個爆破孔3,爆破孔3與軟硬分界面的距離a=0.4-0.5m,爆破孔直徑42mm、深度與自由孔相同,即深度為10-12m,底部裝藥爆破,裝藥長度2.0-2.5m,爆破時充分利用上述自由孔2形成的自由面,爆破誘導(dǎo)釋放出沖擊能量,從而形成耦合釋放能量的空間,再加上爆破裂隙空間,將復(fù)合煤層整體性切割、破壞、震動,在縱向上形成釋能圈,起到緩慢有序釋放能量作用。