急倾斜特厚煤层覆岩改性方法技术

本发明专利技术提出一种急倾斜特厚煤层覆岩改性方法，包括：根据急倾斜特厚煤层地质覆层条件和物理力学参数得到煤层开采参数；根据煤层开采参数进行三维建模，并根据实际对急倾斜特厚煤层覆岩采掘过程中每一个微震事件的定位和释放的能量在三维建模上构建急倾斜特厚煤层覆岩的能量场展布规律图；在能量场展布规律图上画出能量释放的总区域，以及总区域内的低能量区域和高能量区域；将采掘工作面的位置顺次与总区域内的低能量区域、高能量区域连接，得到微震聚集路径，微震聚集路径为采掘扰动下能量的传导及释放路径；对低能量区域、高能量区域和微震聚集路径开展改性措施。本发明专利技术解决了现有技术中工程实施成本高昂，工序比较复杂的技术问题。技术问题。技术问题。

【技术实现步骤摘要】
急倾斜特厚煤层覆岩改性方法


[0001]本专利技术涉及煤炭领域，尤其涉及一种急倾斜特厚煤层覆岩改性方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着开采深度的增加，急斜特厚煤层开采过程中动力灾害的发生愈加频繁，频发的动力灾害造成了严重的经济损失，严重制约了矿井安全生产。工作面的回采致使急倾斜特厚煤层覆岩发生破断，覆岩破断时会释放出巨大能量，从震源传导至采掘空间的能量和采掘周围煤岩体聚居的弹性能叠加超过了煤岩体发生破坏的最小能量，便发生了动力灾害现象。随着开采深度增加，采掘作业应力环境随着升高，在新采深高应力条件下，急需解决急倾斜特厚煤层动力灾害控制难题。
[0003]现有的动力灾害防控技术多从卸压的防治思路进行灾害治理，随着开采深度的增加，高应力环境下，传统的卸压防治技术工艺灾控效果不佳，难以保障新采深下的安全开采。现有的动力灾害防治技术存在过度防治现象，将所有覆岩进行爆破，施工成本较高，有可能致使巷道过度破碎，造成新的支护问题。

技术实现思路

[0004]基于以上问题，本专利技术提出一种急倾斜特厚煤层覆岩改性方法，解决了现有技术中工程实施成本高昂，工序比较复杂，作业效率较低的技术问题。
[0005]本专利技术提出一种急倾斜特厚煤层覆岩改性方法，包括：
[0006]根据急倾斜特厚煤层地质覆层条件和物理力学参数得到煤层开采参数；
[0007]根据煤层开采参数进行三维建模，并根据实际对急倾斜特厚煤层覆岩采掘过程中每一个微震事件的定位和释放的能量在三维建模上构建急倾斜特厚煤层覆岩的能量场展布规律图；
[0008]在能量场展布规律图上画出能量释放的总区域，以及总区域内的低能量区域和高能量区域；
[0009]将采掘工作面的位置顺次与总区域内的低能量区域、高能量区域连接，得到微震聚集路径，微震聚集路径为采掘扰动下能量的传导及释放路径；
[0010]对低能量区域、高能量区域和微震聚集路径开展改性措施。
[0011]此外，对高能量区域开展的改性措施为深孔爆破。
[0012]此外，深孔爆破为在急倾斜特厚煤层的煤体的左下侧和右下侧分别钻孔并装药。
[0013]此外，左下侧和右下侧分别钻孔时，首先选择钻孔点，然后以钻孔点的延伸线为基准分别向左和向右各钻一个深孔，两个深孔的角度相差10度。
[0014]此外，对低能量区域和微震聚集路径开展的改性措施为浅层爆破。
[0015]此外，浅层爆破为在煤体的左下侧和右下侧分别钻孔并装药，且每侧各钻三个浅孔，每两个浅孔之间的角度差大于等于15度。
[0016]此外，浅孔的长度为深孔的二分之一。
[0017]此外，两个深孔与水平面的夹角分别为25度和35度；
[0018]三个浅孔与水平面的夹角分别为25度、45度和60度。
[0019]此外，在爆破之前，对两个巷道之间的岩柱的中部进行注水。
[0020]此外，注水的注水孔的长度为135m，角度为6度。
[0021]本专利技术解决了现有技术中工程实施成本高昂，工序比较复杂，作业效率较低的技术问题。采用对动力灾害能量释放源头精准定位的方式解决问题，分别对低能量区域、高能量区域和微震聚集路径开展改性措施，实现了低成本的灾害防控。
附图说明
[0022]图1为本专利技术一个实施例提供的计算液压支架工作阻力的方法的流程图；
[0023]图2为本专利技术一个实施例提供的能量场展布规律图的示意图；
[0024]图3为本专利技术一个实施例提供的采动应力路径的示意图；
[0025]图4为本专利技术一个实施例提供的急倾斜特厚煤层开采示意图；
[0026]图5为本专利技术一个实施例提供的工作面煤层坚硬顶底板深孔爆破施工平面图；
[0027]图6为本专利技术一个实施例提供的工作面煤层顶底板深孔爆破施工立面图；
[0028]图7为本专利技术一个实施例提供的工作面煤层顶底板浅层爆破孔施工平面图；
[0029]图8为本专利技术一个实施例提供的工作面煤层顶底板浅层爆破孔施工平面图；
[0030]图9为本专利技术一个实施例提供的岩柱硐室注水布置平面图；
[0031]图10为本专利技术一个实施例提供的岩柱硐室注水布置立面图。
具体实施方式
[0032]以下结合具体实施方案和附图对本专利技术进行进一步的详细描述。其只意在详细阐述本专利技术的具体实施方案，并不对本专利技术产生任何限制，本专利技术的保护范围以权利要求书为准。
[0033]参照图1和图4，本专利技术提出一种计算液压支架工作阻力的方法，包括：
[0034]步骤S001，根据急倾斜特厚煤层地质覆层条件和物理力学参数得到煤层开采参数；
[0035]步骤S002，根据煤层开采参数进行三维建模，并根据实际对急倾斜特厚煤层覆岩采掘过程中每一个微震事件的定位和释放的能量在三维建模上构建急倾斜特厚煤层覆岩的能量场展布规律图；
[0036]步骤S003，在能量场展布规律图上画出能量释放的总区域，以及总区域内的低能量区域和高能量区域；
[0037]步骤S004，将采掘工作面的位置顺次与总区域内的低能量区域、高能量区域连接，得到微震聚集路径，微震聚集路径为采掘扰动下能量的传导及释放路径；
[0038]步骤S005，对低能量区域、高能量区域和微震聚集路径开展改性措施。
[0039]现有的急倾斜动力灾害防治技术主要从岩体卸压和煤体卸压思路展开，对岩体开展爆破和注水，对煤体开展注水卸压措施，实施措施是针对整个岩体和煤体，工程实施成本高昂，工序比较复杂，作业效率较低。现有的动力灾害防治技术没有考虑对能量释放源头、传导路径精准定位，不能实现动力灾害防控技术措施的定点定区域的精准实施。
[0040]步骤S001中，根据急倾斜特厚煤层地质覆层条件和物理力学参数得到煤层开采参数；
[0041]地质覆层条件例如为急倾斜特厚煤层煤层倾角在45度以上，厚度在20
‑
50m，采用水平分段综放开采。
[0042]物理力学参数包括煤层的密度、单轴抗压轻度、泊松比、弹性模量、空隙性、吸水性等。
[0043]煤层开采参数包括开采的煤层厚度、工作面宽度、割煤机割煤高度和放煤高度，工作面推进速度，开采布局，开采顺序等。
[0044]根据倾斜特厚煤层地质覆层条件和物理力学参数得到煤层开采参数，举例如下：
[0045]一般是根据煤层的覆层条件和相关物理力学参数设计煤层的开采参数，由于煤层较厚所以采用放顶煤开采的方式，煤层较厚又导致顶煤不容易垮放需要采取一定的顶煤弱化措施，工作面的宽度一般是煤层的水平宽度，工作面的推进速度以满足矿井产能来设计：
[0046]比如，以国家能源集团新疆能源有限责任公司乌东煤矿为例，乌东煤矿B3
‑
6煤层赋存稳定，为单斜构造，构造简单。采区范围内无大的断裂也无岩浆侵入现象。B3
‑
6煤层平均厚度为43.5米，倾角86
°
～87
°...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种急倾斜特厚煤层覆岩改性方法，其特征在于，包括：根据急倾斜特厚煤层地质覆层条件和物理力学参数得到煤层开采参数；根据煤层开采参数进行三维建模，并根据实际对急倾斜特厚煤层覆岩采掘过程中每一个微震事件的定位和释放的能量在三维建模上构建急倾斜特厚煤层覆岩的能量场展布规律图；在能量场展布规律图上画出能量释放的总区域，以及总区域内的低能量区域和高能量区域；将采掘工作面的位置顺次与总区域内的低能量区域、高能量区域连接，得到微震聚集路径，微震聚集路径为采掘扰动下能量的传导及释放路径；对低能量区域、高能量区域和微震聚集路径开展改性措施。2.根据权利要求1所述的急倾斜特厚煤层覆岩改性方法，其特征在于，对高能量区域开展的改性措施为深孔爆破。3.根据权利要求2所述的急倾斜特厚煤层覆岩改性方法，其特征在于，深孔爆破为在急倾斜特厚煤层的煤体的左下侧和右下侧分别钻孔并装药。4.根据权利要求3所述的急倾斜特厚煤层覆岩改性方法，其特征在于，左下侧和右下侧分别钻孔时，首先选择钻孔点，然后以钻孔点...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旭东，王富忠，张新战，李长录，崔峰，钟雄伟，冯攀飞，朱红伟，宋炳霖，
申请(专利权)人：国家能源集团新疆能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：