一种强冲击危险煤层群冲击地压的防治方法

摘要

本发明公开了一种强冲击危险煤层群冲击地压的防治方法，具体步骤是：（1）选择开采的邻近层：因严重冲击危险性而需要预卸压的开采煤层处，选择无冲击危险性或弱冲击危险性的煤层，作为开采的邻近层；（2）对邻近层进行开采：将步骤（1）选取的邻近层采用沿空留巷的方法进行整层连续卸压开采且不留煤柱；（3）开采煤层采取二次卸压：（4）检验卸压效果：实施卸压解危方法后，利用微震系统、应力监测系统和钻屑法其中之一对开采煤层卸压效果进行检验；若卸压效果未达到所需的效果，则重复步骤（3）直至达到所需的卸压效果。无需在开采煤层进行实施，能达到所需的预卸压效果，不会影响开采煤层的正常生产，提高工作人员的安全性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种强冲击危险煤层群冲击地压的防治方法，属于煤矿安全技术领域。

背景技术

冲击矿压是矿山煤岩动力灾害之一，近年来由于开采深度的增加，矿井规模的扩大，掘进面的不断延伸以及开采条件越来越复杂，冲击矿压事故越来越严重，多数矿井已出现了冲击地压事故，严重影响了矿井工人的身心健康和矿山的生产安全。因此预防和减小冲击矿压的危险性对矿山安全生产和经济效益显得尤为重要和紧迫。强冲击危险性煤层的整层预卸压对于冲击矿压的防治有着极为重要的意义。常用冲击危险解危方法有卸压爆破、煤层注水、钻孔卸压、定向裂缝等。传统的这些解危方法都是在开采煤层工作面实施的，由于在开采煤层工作面实施使得保护层开采的方法只是开采煤层一部分，不能整层连续卸压开采，也不能开采岩层，具有局限性。这些方法不能达到很好的预卸压效果，且影响开采煤层工作面的正常生产，具有一定的危险性。 

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种强冲击危险煤层群冲击地压的防治方法，无需在开采煤层进行实施，能达到所需的预卸压效果，不会影响开采煤层的正常生产，提高工作人员的安全性。 

为了实现上述目的，本发明的具体步骤为：

（1）选择开采的邻近层：因严重冲击危险性而需要预卸压的开采煤层处，选择无冲击危险性或弱冲击危险性的煤层，作为开采的邻近层，避免了预卸压方法只开采煤层的局限性；

（2）对邻近层进行开采：将步骤（1）选取的邻近层采用沿空留巷的方法进行整层连续卸压开采且不留煤柱，避免煤柱造成局部应力集中；

（3）开采煤层采取二次卸压：

a.确定需要卸压的煤岩层的具体位置，根据邻近层与开采煤层之间的煤岩层厚度以及强度因素，确定需要卸压的岩层以及钻孔位置，进行钻孔；

b．对钻孔进行加固和封孔；

c．根据开采煤层应力集中区域特性及需要达到的效果，对钻孔采用卸压爆破、煤层注水、钻孔卸压和定向裂缝其中之一的卸压解危方法，进行实施；

（4）检验卸压效果：实施卸压解危方法后，利用微震系统、应力监测系统和钻屑法其中之一对开采煤层卸压效果进行检验；若卸压效果未达到所需的效果，则重复步骤（3）直至达到所需的卸压效果。

通过邻近层整层开采可以对严重冲击危险性的开采层进行预卸压，其原理是：邻近层整层开采后，将会引起上覆岩层结构的破坏和运动，使开采煤层的高应力得到释放，降低了冲击危险性。

进一步，所述的开采的邻近层采用邻近软弱岩层。

与现有技术相比，本发明能通过邻近层的整层连续卸压开采和穿层钻孔局部卸压对开采层进行提前卸压，时效性长，面积大，卸压能达到很好的效果，优于保护层开采中只开采煤层一部分的方法；同时在开采煤层进行实施，所以不影响开采煤层工作面的正常生产，提高工作人员的安全性，能很好地对开采煤层进行预卸压。

附图说明

图1是本发明中一种局部卸压钻孔位置示意图；

图2是本发明中另一种局部卸压钻孔位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明的具体步骤为：

（1）选择开采的邻近层：因严重冲击危险性而需要预卸压的开采煤层处，选择无冲击危险性或弱冲击危险性的煤层，作为开采的邻近层，避免了预卸压方法只开采煤层的局限性；

（2）对邻近层进行开采：将步骤（1）选取的邻近层采用沿空留巷的方法进行整层连续卸压开采且不留煤柱，避免煤柱造成局部应力集中；

（3）开采煤层采取二次卸压：

a.确定需要卸压的煤岩层的具体位置，如图1和图2所示，根据邻近层与开采煤层之间的煤岩层厚度以及强度因素，确定需要卸压的岩层以及钻孔位置，进行钻孔；

b．对钻孔进行加固和封孔；

c．根据开采煤层应力集中区域特性及需要达到的效果，对钻孔采用卸压爆破、煤层注水、钻孔卸压和定向裂缝其中之一的卸压解危方法，进行实施；

（4）检验卸压效果：实施卸压解危方法后，利用微震系统、应力监测系统和钻屑法其中之一对开采煤层卸压效果进行检验；若卸压效果未达到所需的效果，则重复步骤（3）直至达到所需的卸压效果。

卸压爆破是通过在煤岩体中实施钻孔及爆破来改变应力分布的一种卸压措施。在回采工作面及上下两巷震动爆破能最大限度地释放积聚在煤体中的弹性能，在工作面附近及巷道两帮形成卸压破坏区，使压力升高区向煤体深部转移。卸压爆破是冲击矿压解危措施中最常用的一种方法。

煤层注水是通过高压向煤体注水，以改变煤体的物理性质及在煤岩体周围产生裂缝，起到降低煤体抗压强度和破坏原有结构以释放积累的能量，降低所受应力的目的。大量的研究表明，煤系地层岩层的单向抗压强度随着含水量的增加而降低。

采用煤体钻孔可以释放煤体中积聚的弹性能，消除应力升高区。顶板岩层作用在煤体上，工作面前方煤体所受的压力将有比较大的升高，而钻孔卸压通过钻孔使原来作用于周边围岩的高应力向卸压区以外的岩体深部转移。这种方式的卸压过程是以巷道周边岩体的完整性结构被破坏为代价的。

定向裂缝有定向水力裂缝法和定向爆破裂缝法。

定向水力裂缝法就是人为地在岩层中，预先制造一个裂缝，在较短的时间内，采用高压水将岩体沿预先制造的裂缝破裂。在高压水的作用下，岩体的破裂半径范围可达15-25m,有的甚至更大。

采用定向水力裂缝法可简单、有效、低成本地改变岩体的物理力学性质，故这种方法可用于减低冲击矿压危险性，改变顶板岩体的物理力学性质，将坚硬厚层顶板分成几个分层或破坏其完整性；为维护平巷，将悬顶挑落；在煤体中制造裂缝，有利于瓦斯抽放；破坏煤体的完整性，降低开采时产生的煤尘等。

当开采煤层附近没有无冲击危险性或弱冲击危险性的煤层时，可以采用邻近软弱岩层作为开采的邻近层，从而保证本发明的顺利实施。