本發(fā)明屬于煤礦開采技術領域。

背景技術：

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。我國煤礦地質條件復雜多變，隨著礦井開采深度的增加，軟煤層沖擊地壓越來越嚴重，這種軟煤層屬于沖擊性軟煤層。巷道掘進過程的迎頭前方常常伴隨有構造、煤巖層結構異常、瓦斯異常等情況，因此，深部沖擊軟煤層巷道掘進迎頭沖擊地壓防治是目前需要解決的技術難題。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，卡死鉆機現(xiàn)象。隨著開采深度增加，很難達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(fā)生級別較大的能量釋放，造成重大的損失。當巷道迎頭存在異常高應力區(qū)時，進行常規(guī)的鉆孔卸壓時，還出現(xiàn)鉆進困難現(xiàn)象，解危效果較差。因此到目前為止，高應力、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到完全控制的程度。發(fā)明一種采用鉆孔導向與震動擴散耦合方法防治沖擊軟煤層巷道迎頭沖擊地壓的技術方法具有重大現(xiàn)實意義。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術的不足，從根本上達到完全控制的程度，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。該方法通過鉆孔導向與震動擴散耦合釋放能量。

為達到上述目的，本發(fā)明采取的技術方案是：

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同一水平線上布置兩個直徑115mm以上的大直徑導向孔，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12m，將兩個鉆孔繼續(xù)向前鉆進20m，保持有8m深度的緩沖保護帶；在鉆孔施工的過程中，根據(jù)鉆進速度與鉆進動力顯現(xiàn)情況，確定煤層變化情況與應力強弱，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向卸壓的作用；

當確定煤層應力無變化時，繼續(xù)向前掘進，每掘進12m，停止掘進，將兩個鉆孔繼續(xù)向前鉆進到20m深度，保持前方至少有8m深度的緩沖保護帶；

第三步、爆破震動卸壓

當確定煤層應力有變化時，在掘進到距離具有沖擊危險性的深度位置4m時，停止掘進，在巷道兩側沿著巷道走向施工震動孔，每側施工三個震動孔，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，其中靠近里側的大直徑空孔距離導向孔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；爆破后將大直徑導向孔之間的裂隙導通，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向孔，一方面獲得沖擊危險性的細微分布，另一方面起到導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通，形成破壞帶，保障了迎頭區(qū)域掘進期間的安全；3、超前導向孔提前施工，對爆破卸壓起到超前引導作用，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

下面結合附圖說明本發(fā)明的實施。

圖1是本發(fā)明導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，即導向孔和震動孔平面布置圖的示意圖。

圖中：1-大直徑導向孔，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同一水平線上布置兩個直徑115mm以上的大直徑導向孔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)鉆進速度與鉆進動力顯現(xiàn)情況，確定煤層變化情況與應力強弱，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向卸壓的作用；

當確定煤層應力無變化時，可繼續(xù)向前掘進，每掘進12m，停止掘進，將兩個大直徑導向孔1繼續(xù)向前鉆進到20m深度，保持前方至少有8m深度的緩沖保護帶；

三、爆破震動卸壓

當進一步確定煤層應力有變化時，在掘進到距離具有沖擊危險性的深度位置4m時，停止掘進，在巷道兩側沿著巷道走向施工震動孔，每側施工三個震動孔，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，其中靠近里側的大直徑空孔2與導向孔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之間的裂隙導通，形成破壞帶，卸除沖擊壓力。