一种基于翻修的立体煤柱下采场巷道防冲方法与流程

    专利2022-07-07  131


    本发明属于煤矿开采技术领域,具体为一种基于翻修的立体煤柱下采场巷道防冲方法。



    背景技术:

    我国煤矿地质条件复杂,上部煤层开采常常遗留一些大的煤柱,对下部煤层开采造成严重冲击地压隐患,这种立体煤柱造成的冲击灾害更加具有隐蔽性与严重性。由于开采因素造成的不合理煤柱问题是量大面广的冲击地压最普遍的影响因素,特别是深部立体煤柱作用在冲击危险煤层、层间距小、坚硬顶板的条件下的冲击地压尤为严重,且容易在采掘活动中发生冲击事故,因此需要进行系统性研究。如何解决立体煤柱型冲击地压灾害,是煤矿面临的重大技术难题。这种条件下冲击灾害常常发生在立体煤柱影响的巷道内,目前采取改进巷道布置、煤层注水、强支护、煤层强卸压、断顶、断底等措施很难达到完全控制的程度。对于煤柱距离煤层较近、存在坚硬顶板的情况,对煤柱区预先进行卸压是最可靠的措施。因此立体煤柱影响、高应力、大埋深条件下的采场冲击地压控制是急需解决的重大课题。

    目前,该条件下冲击地压防控跟常规采场基本一致,主要包括煤层注水、大直径卸压、深孔放炮、强支护等,由于深部条件下的立体煤柱对下部巷道的长时间作用大,常规方法难以达到整体有效控制。到目前为止,还没有针对立体煤柱影响冲击地压的具体煤层条件,对冲击地压形成有效防控方法。常规方法很难达到整体防控的效果。需要结合巷道布置与立体煤柱时空关系,采取预先卸压与循环卸压措施,扩大能量释放空间与时间,消除采掘期间的整体危险性。



    技术实现要素:

    (一)解决的技术问题

    本发明的目的是针对立体煤柱条件下冲击地压难以控制的问题,提出一种预先卸压与循环卸压结合的防控方法。

    (二)技术方案

    为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种基于翻修的立体煤柱下采场巷道防冲方法,包括如下步骤:

    步骤一、立体煤柱影响边界确定:根据立体煤柱赋存条件、开采历史背景、矿压与岩层移动观测数据,定量确定立体煤柱影响边界;

    步骤二、预先卸压:对煤柱影响区域,在掘进期间,采取大断面掘进,整个危险区域采取炮掘,对边界过渡区域采取软层卸压;

    步骤三、循环翻修式卸压:根据巷道掘进期间监测的冲击危险范围,在巷道远离危险区域150m后,从最远点开始进行翻修,循环4-5次。

    本发明的积极效果是:

    1、通过对立体煤柱区域的岩层移动、压力传播角的观测,结合煤柱层间距,定量确定煤柱影响边界;

    2、通过在本煤层巷道掘进时进行炮掘,释放部分能量,预留大断面为翻修提供空间,放炮卸压先保证巷道掘进的安全。

    3、对危险区域采取翻修式卸压,扩大破碎带范围,对上部煤柱让压释放能量,循环翻修将应力高峰逐步转移到深部。

    附图说明

    图1是煤柱影响边界示意图,图2掘进期间卸压示意图,图3是翻修式防冲示意图。

    具体实施方式

    本发明实施例提供一种基于翻修的立体煤柱下采场巷道防冲方法,包括步骤如下:

    一、根据立体煤柱区域具体工作面地质开采条件、矿压报告等资料,结合具体岩层移动数据,确定煤柱影响区域,a煤柱区,b是煤柱影响区,见图1;

    二、根据本煤层巷道施工情况,当巷道掘进到危险区域,进行炮掘,预留大断面掘进,在危险区域过渡区制造软层结构,c、e是软层区,d大断面炮掘区,见图2;

    三、对炮掘区域进行4-5次返修式卸压,返修前,先爆破卸压,确保安全前提下再进行返修,返修次序从外到内,开采面距离危险区域350m停止,f是返修区,见图3。

    以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。


    技术特征:

    1.一种基于翻修的立体煤柱下采场巷道防冲方法,其特征在于:包括如下步骤:

    步骤一、立体煤柱影响边界确定:根据立体煤柱赋存条件、开采历史背景、矿压与岩层移动观测数据,定量确定立体煤柱影响边界;

    步骤二、预先卸压:对煤柱影响区域,在掘进期间,采取大断面掘进,整个危险区域采取炮掘,对边界过渡区域采取软层卸压;

    步骤三、循环翻修式卸压:根据巷道掘进期间监测的冲击危险范围,在巷道远离危险区域150m后,从最远点开始进行翻修,循环4-5次。

    技术总结
    本发明公开了一种基于翻修的立体煤柱下采场巷道防冲方法,包括如下步骤:步骤一、立体煤柱影响边界确定:根据立体煤柱赋存条件、开采历史背景、矿压与岩层移动观测数据,定量确定立体煤柱影响边界;步骤二、预先卸压:对煤柱影响区域,在掘进期间,采取大断面掘进,整个危险区域采取炮掘,对边界过渡区域采取软层卸压;步骤三、循环翻修式卸压:根据巷道掘进期间监测的冲击危险范围,在巷道远离危险区域150m后,从最远点开始进行翻修,循环4‑5次。

    技术研发人员:潘立友;周脉来;欧阳振华;陈建强;陈理强
    受保护的技术使用者:山东科技大学
    技术研发日:2020.12.18
    技术公布日:2021.03.12

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