防治冲击地压的方法技术

本发明专利技术涉及煤矿冲击低压防治领域，提供了一种防治冲击地压的方法。该方法包括以下步骤：在地表开设取样孔；通过取样孔对各个岩层进行取样、以获取各个关键层的层位信息；沿工作面的推进方向进行采煤；在工作面发生周期来压之前，在地表开设延伸至注浆层位的注浆孔；其中，注浆层位为临近顶板的亚关键层与其下方软弱层之间的离层所在层位；利用高压泵将预先混合的粉煤灰浆通过注浆孔高压注入注浆层位对应的离层中。本发明专利技术通过在工作面发生周期来压之前，在地表开设注浆孔进行高压注浆，使得顶板在高压粉煤灰浆和岩层自重应力的作用下随采随注随冒落，进而保证了顶板的破断能量得到及时、有效的释放，减少了冲击地压的诱发因素，避免了应力集中。

【技术实现步骤摘要】
防治冲击地压的方法
本专利技术涉及煤矿冲击低压防治领域，具体涉及一种防治冲击地压的方法。
技术介绍
目前，在我国煤矿采煤过程中，多发生坚硬顶板大面积悬顶导致周期来压不明显的现象。当工作面的推进距离达到一定值时，顶板悬露的跨度就已经达到其极限破断距。此时，坚硬顶板极易在自身重力和上覆岩层压力的共同作用下，突然发生大面积破断，从而导致采场垮落带岩层剧烈运动，产生冲击低压，极大的威胁矿井的安全生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种防治冲击地压的方法，以避免顶板突然大面积破断，实现随采随注随冒落。为达到上述目的，本专利技术提供了一种防治冲击地压的方法，该方法包括以下步骤：在地表开设取样孔；通过所述取样孔对各个岩层进行取样、以获取各个关键层的层位信息；沿工作面的推进方向进行采煤；在工作面发生周期来压之前，在地表开设延伸至注浆层位的注浆孔；其中，所述注浆层位为临近顶板的亚关键层与其下方软弱层之间的离层所在层位；利用高压泵将预先混合的粉煤灰浆通过所述注浆孔注入所述注浆层位对应的离层中。其中，所述在工作面发生周期来压之前，在地表开设延伸至注浆层位的注浆孔，具体为在所述工作面的推进距离等于0.5～1个周期来压步距时，在地表开设延伸至注浆层位的注浆孔。其中，所述粉煤灰浆中粉煤灰浓度为70％～75％。其中，所述粉煤灰浆中添加有添加剂。其中，所述添加剂包括防冻剂、速凝剂、缓凝剂和/或增稠剂。其中，所述高压泥浆泵为变频泵。其中，所述高压泵的注浆压力不小于所述注浆层位上覆岩层的压力。本专利技术成本低廉、操作便捷，通过利用取样孔对各个岩层进行取样，就可确定各个关键层的层位信息；然后，根据各个关键层的层位信息，在工作面发生周期来压之前，在地表开设注浆孔，并使其延伸至临近顶板的亚关键层与其下方软弱层之间的离层；接着，通过高压泵将预先混合的粉煤灰浆注入该注浆孔后，就可利用这些粉煤灰浆的自身重力、流体压力以及地层下沉运动的共同作用将顶板及时压断，使原来顶板达到极限跨度时突然破断变为随采随注随冒落。从而不仅保证了顶板的破断能量得到及时、有效的释放，减少了冲击地压的诱发因素，而且高压注浆改变了地层运动规律，使顶板的突然冒落变为连续均匀柔性下沉，从而避免了应力集中。另外，这些粉煤灰浆还会对注浆层位上覆岩层形成支撑，限制其发生移动变形。并且，整个过程中只需在指定的离层中注浆，因此大幅减少了粉煤灰浆的用量，进而降低了成本，缩短了终凝时间，避免了粉煤灰浆中水分的流失和跑浆、串浆和冒浆现象的发生。附图说明图1是本专利技术实施例中注浆前采煤区的剖面图；图2是本专利技术实施例中注浆后采煤区的剖面图。附图标记：1、亚关键层；2、软弱层；3、注浆层位；4、顶板；5、注浆孔；6、粉煤灰浆；7、压实区。具体实施方式为使专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合专利技术中的附图，对专利技术中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。如图1和图2所示，本专利技术实施例提供的一种防治冲击地压的方法，该方法包括以下步骤：在地表开设取样孔；通过取样孔对各个岩层进行取样、以获取各个关键层的层位信息；沿工作面的推进方向进行采煤；在工作面发生周期来压之前，在地表开设延伸至注浆层位3的注浆孔5；其中，注浆层位3为临近顶板4的亚关键层1与其下方软弱层2之间的离层所在层位；利用高压泵将预先混合的粉煤灰浆6通过注浆孔5注入注浆层位3对应的离层中。由于，工作面发生周期来压之前，顶板4悬露的跨度还远未达到其极限破断距，此时工作人员有充足的时间开设注浆孔5，完成开孔后立即以一定高压将预先混合的粉煤灰浆6通过注浆孔5注入顶板4附近的离层中，随着离层中粉煤灰浆6的不断增多，顶板4便在这些粉煤灰浆6自身重力、流体压力以及地层下沉运动的共同作用下发生及时破断。可见，本专利技术通过利用取样孔对各个岩层进行取样，就可确定各个关键层的层位信息；然后，根据各个关键层的层位信息，就可在工作面发生周期来压之前，在地表开设注浆孔5，并使其延伸至临近顶板4的亚关键层1与其下方软弱层2之间的离层；接着，通过高压泵将预先混合的粉煤灰浆6注入该注浆孔5后，就可利用这些粉煤灰浆6的自身重力、流体压力以及地层下沉运动的共同作用将顶板4及时压断，使原来顶板4达到极限跨度时突然破断变为随采随注随冒落。从而不仅保证了顶板4的破断能量得到及时、有效的释放，减少了冲击地压的诱发因素，而且高压注浆改变了地层运动规律，使顶板4的突然冒落变为连续均匀柔性下沉，从而避免了应力集中。另外，这些粉煤灰浆6凝固压实后还会对注浆层位3上覆岩层形成支撑，限制其发生移动变形。并且，整个过程中只需在指定的离层中注浆，因此大幅减少了粉煤灰浆6的用量，进而降低了成本，缩短了终凝时间，避免了粉煤灰浆6中水分的流失和跑浆、串浆和冒浆现象的发生。优选地，在工作面发生周期来压之前，在地表开设延伸至注浆层位3的注浆孔5，具体为在工作面的推进距离等于0.5～1个周期来压步距时，在地表开设延伸至注浆层位3的注浆孔5。优选地，粉煤灰浆6中粉煤灰浓度为70％～75％。进一步地，实际使用时，可根据现场气候和岩层裂隙的发育情况，在粉煤灰浆6中添加添加剂，例如防冻剂、速凝剂、缓凝剂和/或增稠剂。优选地，高压泥浆泵为变频泵，以便根据岩层的变形情况随时调整注浆压力，其中，注浆压力不小于注浆层位3上覆岩层的压力，也就是说，注浆压力等于或略大于注浆层位3上覆岩层的压力。这样设置的好处在于，可利用较高的注浆压力迅速阻止和切断采动后各个岩层失稳，保证注浆层位3上覆岩层保持稳定。最后应说明的是：以上实施例仅用以说明专利技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对专利技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离专利技术各实施例技术方案的精神和范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防治冲击地压的方法，其特征在于，包括以下步骤：在地表开设取样孔；通过所述取样孔对各个岩层进行取样、以获取各个关键层的层位信息；沿工作面的推进方向进行采煤；在工作面发生周期来压之前，在地表开设延伸至注浆层位的注浆孔；其中，所述注浆层位为临近顶板的亚关键层与其下方软弱层之间的离层所在层位；利用高压泵将预先混合的粉煤灰浆通过所述注浆孔注入所述注浆层位对应的离层中。

【技术特征摘要】
1.一种防治冲击地压的方法，其特征在于，包括以下步骤：在地表开设取样孔；通过所述取样孔对各个岩层进行取样、以获取各个关键层的层位信息；沿工作面的推进方向进行采煤；在工作面发生周期来压之前，在地表开设延伸至注浆层位的注浆孔；其中，所述注浆层位为临近顶板的亚关键层与其下方软弱层之间的离层所在层位；利用高压泵将预先混合的粉煤灰浆通过所述注浆孔注入所述注浆层位对应的离层中。2.根据权利要求1所述的防治冲击地压的方法，其特征在于，所述在工作面发生周期来压之前，在地表开设延伸至注浆层位的注浆孔，具体为在所述工作面的推进距离等于0.5～1个周...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱开成，霍超，赵明，晏嘉，赵岳，潘海洋，
申请(专利权)人：中国煤炭地质总局勘查研究总院，
类型：发明
国别省市：北京,11