一种冲击地压矿井掘进巷道迎头爆破裂孔组合卸压方法技术

本发明专利技术公开一种冲击地压矿井掘进巷道迎头爆破裂孔组合卸压方法，包括以下步骤：S1.沿巷道掘进方向将巷道划分成不同危险等级区域；S2.采集不同危险等级区域的掘进巷道迎头应力峰值位置；S3.制定不同危险等级区域的大直径钻孔和煤层爆破卸压参数；S4.掘进巷道迎头先实施大直径钻孔卸压，然后实施迎头煤层爆破卸压，实现巷道迎头爆破致裂大直径钻孔的组合卸压。本发明专利技术有效提高冲击地压矿井掘进巷道迎头卸压时效性，降低由卸压时效缓慢造成的冲击动力灾害风险，提高了井下工作人员的生命安全系数。数。数。

【技术实现步骤摘要】
一种冲击地压矿井掘进巷道迎头爆破裂孔组合卸压方法


[0001]本专利技术涉及煤矿开采及煤矿安全
，特别涉及一种冲击地压矿井掘进巷道迎头爆破裂孔组合卸压方法。

技术介绍

[0002]煤层巷道是冲击地压灾害的主要发生区域，冲击地压煤层巷道掘进工程量大、人员密集程度高，一旦发生冲击地压事故，易致使巷道、设备损毁，人员伤亡，对煤矿造成巨大损失。目前普遍采用掘进巷道迎头大直径钻孔卸压的方法对巷道超前区域进行卸压，该方法的有效性主要体现在大直径钻孔受压力影响，孔壁发生坍塌、闭合等现象时则认为其达到卸压目的。但该方法往往受掘进巷道的工作属性限制，需要时刻进行采掘活动，没有充足时间使得大直径钻孔在压力影响下发生孔壁变形，降低集中应力的情况，造成卸压效果不理想。如何在不影响矿井生产计划的情况下，提高大直径钻孔变形的时效性，提高巷道迎头卸压效果迫在眉睫。因此，本专利技术提出一种冲击地压矿井掘进巷道迎头爆破裂孔组合卸压方法，针对单一大直径卸压钻孔卸压效果不理想，增加煤层爆破卸压手段进一步诱发钻孔孔壁发生形变，降低大直径钻孔产生卸压效果的时效性，以解决现有技术中的不足之处。

技术实现思路

[0003]提供了本专利技术以解决现有技术中存在的上述问题。因此，需要一种冲击地压矿井掘进巷道迎头爆破裂孔组合卸压方法，能够确定巷道应力峰值位置，提高掘进巷道的卸压时效性，降低由卸压时效缓慢造成的动力灾害风险，是本行业的研究方向。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]一种冲击地压矿井掘进巷道迎头爆破裂孔组合卸压方法，所述方法包括：
[0006]沿巷道掘进方向将巷道划分成不同危险等级区域；
[0007]采集不同危险等级区域的掘进巷道迎头应力峰值位置；
[0008]制定不同危险等级区域的大直径钻孔和煤层爆破卸压参数；
[0009]掘进巷道迎头先实施大直径钻孔卸压，然后实施迎头煤层爆破卸压，完成巷道迎头爆破致裂大直径钻孔的组合卸压。
[0010]进一步地，通过如下公式(1)沿巷道掘进方向将巷道划分成不同危险等级区域：
[0011]S＝kY＝abcγh
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(1)
[0012]式中，S表示煤岩体中的静载荷；k表示应力集中系数；Y表示煤层原始应力；h表示上覆岩层的厚度；γ表示上覆岩层的容重；a表示褶皱构造附近30m范围应力集中系数，无实测值时取1.3；b表示断层构造附近30m范围应力集中系数，无实测值时取1.3；c表示巷道周边煤体内固定支承压力集中系数，无实测值时取1.3；
[0013]当Y≤S≤1.3Y时，掘进巷道冲击危险等级为Ⅰ级；
[0014]当1.3Y＜S≤1.7Y时，掘进巷道冲击危险等级为Ⅱ级；
[0015]当S＞1.7Y时，掘进巷道冲击危险等级为Ⅲ级。
[0016]进一步地，所述采集不同危险等级区域的掘进巷道迎头应力峰值位置，具体包括：
[0017]获取煤粉钻探时的钻杆扭力、钻孔出粉量、煤炮声响次数；
[0018]当钻探到某一深度位置时，出现扭力增强，出粉量增大，煤炮声响增多，则判定此深度位置为巷道迎头压力峰值位置，记作L。
[0019]进一步地，所述制定不同危险等级区域的大直径钻孔和煤层爆破卸压参数，具体包括：
[0020]巷道冲击危险等级为Ⅰ级时：大直径钻孔孔径150mm，单孔布置，孔深为3L；煤层爆破孔孔径42mm，双孔布置，孔深1.2L，单孔装药量2.0kg。卸压孔施工角度沿巷道掘进方向布置；
[0021]巷道冲击危险等级为Ⅱ级时：大直径钻孔孔径150mm，双孔布置，孔深为3L；煤层爆破孔孔径42mm，三孔布置，孔深1.2L，单孔装药量2.0kg。卸压孔施工角度沿巷道掘进方向布置；
[0022]巷道冲击危险等级为Ⅲ级时：大直径钻孔孔径150mm，三孔布置，孔深为4L；煤层爆破孔孔径42mm，四孔布置，孔深1.2L，单孔装药量2.0kg。卸压孔施工角度沿巷道掘进方向布置；
[0023]进一步地，所述掘进巷道迎头先实施大直径钻孔卸压，然后实施迎头煤层爆破卸压，完成巷道迎头爆破致裂大直径钻孔的组合卸压，具体包括：
[0024]按照预设的巷道掘进距离进行组合卸压，所述组合卸压包括：
[0025]根据巷道掘进区域冲击危险等级，实施大直径卸压钻孔；
[0026]在大直径卸压钻孔两侧，实施煤层爆破孔；
[0027]实施煤层爆破卸压致裂大直径钻孔，完成巷道迎头爆破致裂大直径钻孔的组合卸压。
[0028]进一步地，所述预设的巷道掘进距离为1.5L。
[0029]本专利技术至少具有以下技术效果：
[0030]本专利技术将大直径钻孔卸压和煤层爆破卸压两种手段进行了有机结合，在掘进巷道沿掘进方向将其划分成不同危险等级区域的基础上，制定了不同危险等级的卸压参数，采集了巷道超前应力峰值位置，实现巷道迎头爆破致裂大直径钻孔的组合卸压。通过该方法，能有效提高冲击地压矿井掘进巷道迎头卸压时效性，降低由卸压时效缓慢造成的动力灾害风险，提高了井下工作人员的生命安全系数，为矿井安全生产提供重要支撑。
附图说明
[0031]在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所专利技术的实施例进行说明。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。
[0032]图1为本专利技术实施爆破裂孔组合卸压方法流程图；
[0033]图2为本专利技术不同冲击危险等级区域划分结果示意图；
[0034]图3为Ⅰ级危险区域组合卸压钻孔布置示意图；
[0035]图4为Ⅱ级危险区域组合卸压钻孔布置示意图；
[0036]图5为Ⅲ级危险区域组合卸压钻孔布置示意图；
[0037]图6为某矿常规卸压与爆破裂孔卸压时段微震数据分析图。
具体实施方式
[0038]为使本领域技术人员更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作详细说明。下面结合附图和具体实施例对本专利技术的实施例作进一步详细描述，但不作为对本专利技术的限定。本文中所描述的各个步骤，如果彼此之间没有前后关系的必要性，则本文中作为示例对其进行描述的次序不应视为限制，本领域技术人员应知道可以对其进行顺序调整，只要不破坏其彼此之间的逻辑性导致整个流程无法实现即可。
[0039]参照图1
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5所示，本实施例提供一种冲击地压矿井掘进巷道迎头爆破裂孔组合卸压方法，用于提高冲击地压矿井掘进巷道迎头卸压时效性，包括如下步骤：
[0040]步骤S1.沿巷道掘进方向将巷道划分成不同危险等级区域。
[0041]在一些实施例中，所述沿巷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冲击地压矿井掘进巷道迎头爆破裂孔组合卸压方法，其特征在于，所述方法包括：沿巷道掘进方向将巷道划分成不同危险等级区域；采集不同危险等级区域的掘进巷道迎头应力峰值位置；制定不同危险等级区域的大直径钻孔和煤层爆破卸压参数；掘进巷道迎头先实施大直径钻孔卸压，然后实施迎头煤层爆破卸压，完成巷道迎头爆破致裂大直径钻孔的组合卸压。2.根据权利要求1所述的一种冲击地压矿井掘进巷道迎头爆破裂孔组合卸压方法，其特征在于，通过如下公式(1)沿巷道掘进方向将巷道划分成不同危险等级区域：S＝kY＝abcγh
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(1)式中，S表示煤岩体中的静载荷；k表示应力集中系数；Y表示煤层原始应力；h表示上覆岩层的厚度；γ表示上覆岩层的容重；a表示褶皱构造附近30m范围应力集中系数，无实测值时取1.3；b表示断层构造附近30m范围应力集中系数，无实测值时取1.3；c表示巷道周边煤体内固定支承压力集中系数，无实测值时取1.3；当Y≤S≤1.3Y时，掘进巷道冲击危险等级为Ⅰ级；当1.3Y＜S≤1.7Y时，掘进巷道冲击危险等级为Ⅱ级；当S＞1.7Y时，掘进巷道冲击危险等级为Ⅲ级。3.根据权利要求1所述的一种冲击地压矿井掘进巷道迎头爆破裂孔组合卸压方法，其特征在于，所述采集不同危险等级区域的掘进巷道迎头应力峰值位置，具体包括：获取煤粉钻探时的钻杆扭力、钻孔出粉量、煤炮声响次数；当钻探到某一深度位置时，出现扭力增强，出粉量增大，煤炮声响增多，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹安业，薛成春，温颖远，唐忠义，刘耀琪，胡强强，郭文豪，王崧玮，白贤栖，
申请(专利权)人：陕西长武亭南煤业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：