【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤矿安全开采，特别是涉及一种基于地面爆破的煤矿工作面顶板大面积来压防控方法。
技术介绍
1、煤矿灾害中，顶板事故无论是生产矿井还是基建矿井都是多发性的事故，对矿井的安全生产、建设危害性极大。
2、我国70％以上的顶板大面积来压事故都发生在具有厚层坚硬顶板的煤层内，厚层坚硬顶板条件较为普遍，煤层上方100m以下均存在厚度10m以上、单轴抗压强度大于60mpa的厚层坚硬砂岩顶板，而上述地区为我国主要的煤炭生产基地，占全国煤炭产量的50％以上。
3、厚层坚硬顶板煤层开采过程易造成大面积悬顶，应力高度集中，突然垮落时对工作面和巷道形成巨大冲击，产生飓风，采空区瓦斯被压出，造成煤与瓦斯爆炸等次生灾害，危害极大。一般此类煤层回采前都需要采取措施处理厚层坚硬顶板，但因其赋存高度与厚度不一，处理效果难以保证，对于和煤层相对距离较大，厚度、硬度较大的岩层，现有井下爆破与水力压裂方法处理效率相对较低，难以完成大范围、大纵深的工作面顶板卸压。
4、因此，急需一种基于地面爆破的煤矿工作面顶板大面积来压防控方法。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种基于地面爆破的煤矿工作面顶板大面积来压防控方法，从根本上解决厚层坚硬顶板大面积来压灾害问题。
2、本专利技术提供一种基于地面爆破的煤矿工作面顶板大面积来压防控方法，包括如下步骤：
3、在存在顶板大面积来压安全风险的区域确定需要进行降低强度的靶向岩层；
4、根据所述靶向岩层力学参
5、对钻井后的所述爆破井进行爆破，使所述靶向岩层内形成贯穿性裂隙缝网。
6、所述的基于地面爆破的煤矿工作面顶板大面积来压防控方法，优选地，所述顶板大面积来压安全风险区域的确定方法具体为：
7、根据本矿井或邻近矿井的实际情况确定存在顶板大面积来压安全风险的区域；其中，所述实际情况包括顶板大面积来压记录、矿井地质因素和目前回采状态。
8、所述的基于地面爆破的煤矿工作面顶板大面积来压防控方法，优选地，所述步骤“确定需要进行降低强度的靶向岩层”的具体方法为：
9、采用煤矿井工开采矿压经典关键层理论，结合煤层钻孔柱状图，分层计算单个岩层的受力状态，确定主关键层与次关键层；
10、根据所述主关键层与次关键层分布层位，判断其对工作面顶板活动的影响程度，确定主关键层为最终的地面爆破靶向岩层。
11、所述的基于地面爆破的煤矿工作面顶板大面积来压防控方法，优选地，确定靶向岩层的力学参数的具体方法为：
12、爆破井施工时，进行钻孔，对靶向岩层取芯；
13、实验室测定所述靶向岩层的力学参数。
14、所述的基于地面爆破的煤矿工作面顶板大面积来压防控方法，优选地，所述布孔参数包括钻井的直径、深度、装药量、封孔长度、起爆方式和同时起爆井口数量。
15、所述的基于地面爆破的煤矿工作面顶板大面积来压防控方法，优选地，所述靶向岩层的赋存状态包括区域内岩层厚度、硬度，根据所述靶向岩层的赋存状态确定所述爆破井的钻井方位，使所述爆破井爆破时，所述爆破井始终保持铅垂方位，垂向投影覆盖所述靶向岩层的全部厚度。
16、所述的基于地面爆破的煤矿工作面顶板大面积来压防控方法，优选地，对所述爆破井进行爆破的方法为高压水力爆破和炸药爆破中的任一种。
17、所述的基于地面爆破的煤矿工作面顶板大面积来压防控方法，优选地，所述高压水力爆破的方法具体包括如下步骤：
18、在爆破井上射孔，射孔后，对射孔段进行坐封；
19、沿爆破管路向射孔段内注入爆破液，使裂缝向岩层内部扩展，完成第一次爆破；
20、最后进行解封，移动爆破管路至所述爆破井的其他待爆破位置，直至完成一口所述爆破井的爆破施工。
21、所述的基于地面爆破的煤矿工作面顶板大面积来压防控方法，优选地，所述炸药爆破的方法具体包括如下步骤：
22、在爆破井的井筒内装药；
23、对所述爆破井的井筒内的装药段进行封孔；
24、根据同时起爆的所述爆破井的井口数量，完成爆破。
25、所述的基于地面爆破的煤矿工作面顶板大面积来压防控方法，优选地，所述靶向岩层的总厚度大于10m，所述靶向岩层位于煤层上方100m的范围内的导致顶板大面积来压的岩层。
26、有益效果是：
27、本专利技术能够显著降低煤层开采期间顶板自身强度和应力集中程度，避免顶板大面积悬顶、煤体应力水平高，从根本上消除大面积顶板突然断裂造成的严重顶板大面积来压安全风险，属于顶板大面积来压区域规模治理技术。
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1.一种基于地面爆破的煤矿工作面顶板大面积来压防控方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于地面爆破的煤矿工作面顶板大面积来压防控方法，其特征在于，所述顶板大面积来压安全风险区域的确定方法具体为：
3.根据权利要求2所述的基于地面爆破的煤矿工作面顶板大面积来压防控方法，其特征在于，所述步骤“确定需要进行降低强度的靶向岩层”的具体方法为：
4.根据权利要求3所述的基于地面爆破的煤矿工作面顶板大面积来压防控方法，其特征在于，确定靶向岩层的力学参数的具体方法为：
5.根据权利要求4所述的基于地面爆破的煤矿工作面顶板大面积来压防控方法，其特征在于，所述布孔参数包括钻井的直径、深度、装药量、封孔长度、起爆方式和同时起爆井口数量。
6.根据权利要求5所述的基于地面爆破的煤矿工作面顶板大面积来压防控方法，其特征在于，所述靶向岩层的赋存状态包括区域内岩层厚度、硬度，根据所述靶向岩层的赋存状态确定所述爆破井的钻井方位，使所述爆破井爆破时，所述爆破井始终保持铅垂方位，垂向投影覆盖所述靶向岩层的全部厚度。
7.
8.根据权利要求7所述的基于地面爆破的煤矿工作面顶板大面积来压防控方法，其特征在于，所述高压水力爆破的方法具体包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的基于地面爆破的煤矿工作面顶板大面积来压防控方法，其特征在于，所述炸药爆破的方法具体包括如下步骤：
10.根据权利要求1至9中任一项所述的基于地面爆破的煤矿工作面顶板大面积来压防控方法，其特征在于，所述靶向岩层的总厚度大于10m，所述靶向岩层位于煤层上方100m的范围内的导致顶板大面积来压的岩层。
...【技术特征摘要】
1.一种基于地面爆破的煤矿工作面顶板大面积来压防控方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于地面爆破的煤矿工作面顶板大面积来压防控方法，其特征在于，所述顶板大面积来压安全风险区域的确定方法具体为：
3.根据权利要求2所述的基于地面爆破的煤矿工作面顶板大面积来压防控方法，其特征在于，所述步骤“确定需要进行降低强度的靶向岩层”的具体方法为：
4.根据权利要求3所述的基于地面爆破的煤矿工作面顶板大面积来压防控方法，其特征在于，确定靶向岩层的力学参数的具体方法为：
5.根据权利要求4所述的基于地面爆破的煤矿工作面顶板大面积来压防控方法，其特征在于，所述布孔参数包括钻井的直径、深度、装药量、封孔长度、起爆方式和同时起爆井口数量。
6.根据权利要求5所述的基于地面爆破的煤矿工作面顶板大面积来压防控方法，其特征在于，所述靶向岩层的赋存...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛吉胜，张震，庞立宁，高晓进，李正杰，刘前进，赵铁林，刘晓刚，马兆瑞，
申请(专利权)人：中煤科工开采研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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