The present invention relates to a two-way pressure relief method for borehole axes and diameters in coal roadway impact dangerous area. Small diameter boreholes are drilled in the anchorage range of surrounding rock at roadway side, and multiple radial expansion pressure relief zones are formed in the deep elastic zone of surrounding rock, so that the two-way pressure relief method of axes and diameters can not only effectively reduce the stress concentration range of roadway surrounding rock. Degree, block the energy input from deep coal to shallow coal, reduce the dangerous degree of roadway impact, and reduce the damage of borehole pressure relief to roadway wall rock bolt area, to a large extent, ensure the overall bearing capacity of surrounding rock within the pressure relief range of roadway boreholes. After the completion of construction, many radial pressure relief zones will be formed outside the anchorage zone of surrounding rock in the roadway wall. The existence of multiple radial pressure relief zones can absorb the impact energy and deformation of coal body in the roadway wall rock, effectively prevent the stress and energy transfer of deep coal body to shallow coal body, and effectively avoid the occurrence of rock burst disaster. The two-way pressure relief method of borehole shaft diameter is simple to operate and can be drilled once, which greatly improves the construction speed and efficiency of borehole radial reaming.
【技术实现步骤摘要】
一种煤巷冲击危险区钻孔轴-径双向卸压方法
本专利技术属于冲击地压防治
,特别是涉及深部煤矿开采时巷道冲击地压灾害的防治方法,具体为一种煤巷冲击危险区钻孔轴-径双向卸压方法。
技术介绍
近年来,随着我国煤炭资源需求量及开采强度的增加,许多矿区已相继转入深部开采阶段。而深部复杂地质条件和力学环境,使得开挖后煤岩体工程响应特征发生根本性变化。开采范围的扩大与开采边界条件的复杂化,使得煤炭开采过程中,冲击地压灾害越来越严重,严重制约了我国深部煤炭资源的安全高效生产。目前冲击地压灾害防治手段,主要采用钻孔卸压和爆破卸压,但爆破卸压在现场实施过程中,爆破产生的震动波易诱发其它区域发生冲击地压,具有一定的危险性,一般在钻孔卸压无法达到预期效果时,才考虑采用爆破卸压。故在冲击危险区域,优先采用钻孔卸压进行灾害治理。目前,钻孔卸压常用钻孔直径为110mm-150mm,在冲击危险较严重区域,往往需要在巷道帮部施工较大密度的卸压钻孔(钻孔间距<1m,甚至更小)才能起到降低冲击危险的作用,但是密集的钻孔卸压极大的破坏了巷道表面围岩的完整性,导致巷道服务期间变形破坏严重,维护困难。在现有的技术中,“一种巷道卸压结构、制作方法及其扩孔装置”公开了一种新的巷道卸压结构、制作方法及其扩孔装置,所述巷道卸压结构包括巷道、松动圈和压力区,还包括位于松动圈内的第一卸压孔和位于压力区内的第二卸压孔,卸压孔被设置为互相连通的两部分,第一卸压孔的直径小于第二卸压孔的宽度,这样既满足了压力区比松动圈需要释放的应力大的需求,又能够使压力区达到卸压需求的同时松动圈中的卸压孔密度不至于太 ...
【技术保护点】
1.一种煤巷冲击危险区钻孔轴‑径双向卸压方法,其特征是,包括如下顺序进行的步骤:步骤1)在具有冲击危险的煤层巷道中,在巷帮锚杆排距中心线位置上,施工钻屑法监测孔,根据临界煤粉量指标判断该监测区域是否具有冲击危险;步骤2)根据巷道高度或煤层开采厚度,取不小于3.5倍巷道高度或煤层开采厚度为巷道帮部钻孔卸压范围;步骤3)在钻屑法监测到的冲击危险区域采用扩孔钻头对煤帮进行轴向钻孔卸压,卸压钻孔为单排布置,施工钻孔至初次径向扩孔位置,初次径向扩孔位置需根据巷道帮部塑性区范围和锚杆支护深度综合确定;步骤4)钻孔至初次扩孔位置后,利用扩孔钻头刀翼展开一定角度,在初次径向扩孔部位进行旋转扩孔,形成第一个径向卸压带,径向钻孔的最大径向长度大于其轴向长度;初次扩孔结束后,缓慢后退钻具,刀翼依靠轴向钻孔处直径限制自动收拢,刀翼收拢后钻头直径恢复原状;步骤5)继续进行轴向卸压钻孔的钻进施工至第二个径向扩孔位置,再重复步骤4)操作,完成第二个径向卸压带施工;步骤6)重复上述步骤4)和步骤5)进行第三个、第四个、…、第n个径向卸压带扩孔实施,直至到达设计卸压深度,至此整个钻孔轴‑径双向卸压施工过程完成。
【技术特征摘要】
1.一种煤巷冲击危险区钻孔轴-径双向卸压方法,其特征是,包括如下顺序进行的步骤:步骤1)在具有冲击危险的煤层巷道中,在巷帮锚杆排距中心线位置上,施工钻屑法监测孔,根据临界煤粉量指标判断该监测区域是否具有冲击危险;步骤2)根据巷道高度或煤层开采厚度,取不小于3.5倍巷道高度或煤层开采厚度为巷道帮部钻孔卸压范围;步骤3)在钻屑法监测到的冲击危险区域采用扩孔钻头对煤帮进行轴向钻孔卸压,卸压钻孔为单排布置,施工钻孔至初次径向扩孔位置,初次径向扩孔位置需根据巷道帮部塑性区范围和锚杆支护深度综合确定;步骤4)钻孔至初次扩孔位置后,利用扩孔钻头刀翼展开一定角度,在初次径向扩孔部位进行旋转扩孔,形成第一个径向卸压带,径向钻孔的最大径向长度大于其轴向长度;初次扩孔结束后,缓慢后退钻具,刀翼依靠轴向钻孔处直径限制自动收拢,刀翼收拢后钻头直径恢复原状;步骤5)继续进行轴向卸压钻孔的钻进施工至第二个径向扩孔位置,再重复步骤4)操作,完成第二个径向卸压带施工;步骤6)重复上述步骤4)和步骤5)进行第三个、第四个、…、第n个径向卸压带扩孔实施,直至到达设计卸压深度,至此整个钻孔轴-径双向卸压施工过程完成。2.根据权利要求1所述的一种煤巷冲击危险区钻孔轴-径双向卸压方法,其特征是,所述的初次扩孔位置由理论计算得出,理论计算具体如下式:L=max{R,l锚}+l...
【专利技术属性】
技术研发人员:顾士坦,丁可,蒋邦友,王荣超,戴华宾,
申请(专利权)人:山东科技大学,
类型:发明
国别省市:山东,37
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