一种煤矿高应力区域巷道掘进工作面冲击地压防治方法

摘要

本发明公开了一种煤矿高应力区域巷道掘进工作面冲击地压防治方法，包括如下步骤：A、在高应力区域的掘进工作面进行钻孔探测，确定冲击地压防治区域；B、在冲击地压防治区域进行钻孔卸压，钻孔位置沿着巷道布置；每个钻孔位置上布置两组钻孔；C、在第二钻孔和第三钻孔内设置雷管，在第四钻孔内灌注固化浆液，将巷道内的钻孔位置按照位置顺序进行单双号标注，采用两次爆破进行卸压；D、爆破后使用钢管顶部插入第五钻孔、第六钻孔和第七钻孔，位于每个第二钻孔组内的钢管之间连接加强筋；E、随着巷道的掘进，对上述A‑D步骤进行循环施工。本发明能够解决现有技术的不足，提高了对于冲击地压的防治效果。

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿安全技术领域，尤其是一种煤矿高应力区域巷道掘进工作面冲击地压防治方法。

背景技术

随着矿井开采深度的增加和范围的扩大，地质构造条件越加复杂化，地应力和煤岩体能量更大，冲击地压也越来越严重。而巷道掘进迎头前方常伴有构造、煤岩层结构异常、瓦斯异常等，因此，深井构造复杂煤层巷道掘进迎头冲击地压防治是目前需要解决的技术难题。发生在巷道迎头的破坏性冲击地压造成的危险性不断增加，目前这类冲击地压的防治与常规的防治方法没有根本性区别，主要采取解危措施，包括钻孔卸压、普通爆破卸压等措施。随着开采深度增加，这些常规措施在本质上很难达到降低冲击危险程度的目的，同时由于存在隐蔽性的危险，其控制难度异常艰难，目前的手段形成的卸压范围小，造成高应力转移不到位，能量释放不充分，冲击地压难以控制，且容易发生级别较大的能量释放，造成重大的损失。当巷道迎头存在异常高应力区时，实施常规的钻孔爆破和钻孔卸压时，钻进就很困难，解危效果较差。

中国发明专利CN 102425416 B公开了一种煤矿高应力区域巷道掘进工作面冲击地压防治方法。通过进行深探孔，缓解了冲击能量的释放。但是，这种方法仅仅对工作面较近的冲击地压进行缓解释放，在长时间使用过程中还是存在冲击地压的隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种煤矿高应力区域巷道掘进工作面冲 击地压防治方法，能够解决现有技术的不足，提高了对于冲击地压的防治效果。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种煤矿高应力区域巷道掘进工作面冲击地压防治方法，包括如下步骤：

A、在高应力区域的掘进工作面进行钻孔探测，确定冲击地压防治区域；

B、在冲击地压防治区域进行钻孔卸压，钻孔位置沿着巷道布置；每个钻孔位置上布置两组钻孔，两组钻孔包括第一钻孔组和第二钻孔组，第一钻孔组包括第一钻孔、第二钻孔、第三钻孔和第四钻孔，第一钻孔垂直于工作面钻探，第二钻孔与第一钻孔的夹角为40°～50°，第三钻孔与第一钻孔的夹角为60°～70°，第二钻孔与第三钻孔的夹角为100°～110°，第二钻孔与第三钻孔的末端与第一钻孔的末端相连通，第四钻孔平行于第一钻孔，第四钻孔与第二钻孔和第三钻孔的距离相等；第二钻孔组包括第五钻孔、第六钻孔和第七钻孔，第五钻孔和第六钻孔垂直于工作面钻探，第七钻孔与工作面的夹角为120°～135°，第五钻孔、第六钻孔和第七钻孔与工作面的接触点组成三角形；

C、在第二钻孔和第三钻孔内设置雷管，在第四钻孔内灌注固化浆液，将巷道内的钻孔位置按照位置顺序进行单双号标注，采用两次爆破进行卸压，单号钻孔位置进行一次爆破，然后双号标注位置进行第二次爆破；

D、爆破后使用钢管顶部插入第五钻孔、第六钻孔和第七钻孔，钢管底部支撑在底面上，位于每个第二钻孔组内的钢管之间连接加强筋；

E、随着巷道的掘进，对上述A-D步骤进行循环施工，每次施工距离为25m～40m。

作为优选，所述第一钻孔的深度为4.5m，直径为135mm；第二钻孔的深度为3m，直径为90mm；第三钻孔的深度为5.5m，直径为75mm；第四钻孔的深度为7m，直径为80mm；第二钻孔和第三钻孔内的雷管间隔布置，每个雷管之间的间隔为0.25m。

作为优选，所述第五钻孔和第六钻孔的深度为2.5m，直径为230mm，第七钻孔的深度为3m，直径为200mm。

作为优选，步骤C中，固化浆液包括以下组分，

3wt％～5wt％的聚丙烯酸酯、5wt％～7wt％的硅油、1.5wt％～2wt％的5-乙基噻吩-2-甲醛、3.5wt％～4wt％的丁酸异戊酯、0.2wt％～0.25wt％的四乙基铅、0.5wt％～0.7wt％的十八硫醇、7.8wt％～10wt％的磷酸锌、余量为水泥。

作为优选，步骤D中，第五钻孔和第六钻孔内的钢管的支撑压力保持在0.4MPa～0.6MPa，第七钻孔内的钢管的支撑压力保持在0.8MPa～1MPa。

采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过改变巷道工作面的爆破方式，爆破后在工作面上形成一个缓冲冲击地压的缓冲层，并通过对于缓冲层的灌浆和支撑，实现了对于缓冲层的固定。在长期使用过程中，缓冲层可以逐渐对内部释放的冲击能量进行长期的吸收缓冲，从而提高了对于冲击地压的防治效果。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种煤矿高应力区域巷道掘进工作面冲击地压防治方法，包括如下步骤：

A、在高应力区域的掘进工作面进行钻孔探测，确定冲击地压防治区域；

B、在冲击地压防治区域进行钻孔卸压，钻孔位置沿着巷道布置；每个钻孔位置上布置两组钻孔，两组钻孔包括第一钻孔组和第二钻孔组，第一钻孔组包括第一钻孔、第二钻孔、第三钻孔和第四钻孔，第一钻孔垂直于工作面钻探，第二钻孔与第一钻孔的夹角为45°，第三钻孔与第一钻孔的夹角为65°，第二钻孔与第三钻孔的夹角为103°，第二钻孔与第三钻孔的末端与第一钻孔的末端相连通，第四钻孔平行于第一钻孔，第四钻孔与第二钻孔和第三钻孔的距离相等；第二钻孔组包括第五钻孔、第六钻孔和第七钻孔，第五钻孔和第六钻孔垂直于工作面钻探，第七钻孔与工作面的夹角为125°，第五钻孔、第六钻 孔和第七钻孔与工作面的接触点组成正三角形；所述第一钻孔的深度为4.5m，直径为135mm；第二钻孔的深度为3m，直径为90mm；第三钻孔的深度为5.5m，直径为75mm；第四钻孔的深度为7m，直径为80mm；第二钻孔和第三钻孔内的雷管间隔布置，每个雷管之间的间隔为0.25m。所述第五钻孔和第六钻孔的深度为2.5m，直径为230mm，第七钻孔的深度为3m，直径为200mm。

C、在第二钻孔和第三钻孔内设置雷管，在第四钻孔内灌注固化浆液，将巷道内的钻孔位置按照位置顺序进行单双号标注，采用两次爆破进行卸压，单号钻孔位置进行一次爆破，然后双号标注位置进行第二次爆破；固化浆液包括以下组分，

3wt％～5wt％的聚丙烯酸酯、5wt％～7wt％的硅油、1.5wt％～2wt％的5-乙基噻吩-2-甲醛、3.5wt％～4wt％的丁酸异戊酯、0.2wt％～0.25wt％的四乙基铅、0.5wt％～0.7wt％的十八硫醇、7.8wt％～10wt％的磷酸锌、余量为水泥。

D、爆破后使用钢管顶部插入第五钻孔、第六钻孔和第七钻孔，钢管底部支撑在底面上，位于每个第二钻孔组内的钢管之间连接加强筋；第五钻孔和第六钻孔内的钢管的支撑压力保持在0.4MPa～0.6MPa，第七钻孔内的钢管的支撑压力保持在0.8MPa～1MPa。

E、随着巷道的掘进，对上述A-D步骤进行循环施工，每次施工距离为30m。

使用背景技术中引用的施工方法与上述实施例中提供的施工方法进行多次施工对比，在施工完毕半年后进行观测，每百米的爆裂点在背景技术提供的施工方法进行施工的巷道内为20～30个，在上述实施例提供的施工方法进行施工的巷道内均保持在了5个以内。

以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。