[发明专利]煤矿巷道掘进时构造型冲击地压防治方法

说明书

技术领域

本发明属于煤矿开采技术领域。

背景技术

某些煤矿属于构造复杂、矿井煤层赋存变化大、煤岩结构差异性大的矿井。随着矿井开采深度的增加，开采的边界条件的复杂化，地质构造引发的冲击地压更加突出。发生在构造区域与开采形成的动应力场的冲击地压越来越严重，巷道掘进过程的迎头前方常常伴随有构造、煤岩层结构异常、动应力变化大和瓦斯异常等，因此，深井构造复杂煤层巷道掘进冲击地压防治是目前需要解决的技术难题。发生在巷道掘进时的构造型冲击地压造成的危险性不断增加，目前这类冲击地压的防治与常规的防治方法没有根本性区别，主要采取解危措施，包括钻孔爆破卸压、钻孔卸压等措施。随着开采深度增加(一般大于800米)，这些常规措施在本质上很难达到降低冲击危险程度的目的，同时由于存在构造的隐蔽性的特点，其控制难度加大，目前的手段对构造应力的释放效果差、卸压范围小，造成高应力转移不到位，能量释放不充分，冲击地压难以控制，且容易发生级别较大的能量释放，造成重大的损失。当巷道存在异常构造与动态高应力区时，实施常规的钻孔爆破和钻孔卸压时，解危效果较差。因此构造区、高应力、大埋深条件下的巷道掘进冲击地压控制，到目前为止还没有从根本上达到完全控制的程度。因此，发明一种煤矿巷道掘进是构造型冲击地压防治方法，具有重大现实意义。

发明内容

本发明的目的是根据让压-扩散原理，提出一种煤矿巷道掘进时构造型冲击地压防治方法，解决深部巷道掘进构造冲击地压能量充分释放的问题。

本发明的技术方案是：

第一步：圈定构造冲击危险区域

在冲击地压危险煤层的掘进过程中，通过类比、巷道冲击地压显现特征的分析和判定，同时根据掘进出现的构造展布情况，采用地应力实际观测方法，进行地应力观测，获得地应力大小和方向，然后利用钻屑法监测手段进行现场检测，划分出构造高应力区域，作为构造型冲击地压的防治重点区域；。

第二步：让压与注浆锚杆支护

在上述防治重点区域的正在掘进的巷道顶板顶部沿巷道走向打一排高强度让压注浆锚杆，锚杆间距2-3m、深度至高应力区域边界；当顶板岩层为软岩时，首先在巷道顶板上采用锚网整体支护，提高顶板截面惯性矩，然后再打让压注浆锚杆；

所述的让压注浆锚杆构造是，在钢管的头部设有锚头、管体上设有注浆孔、钢管的尾部依次设有止浆塞、W型钢带、让压管、托盘、螺母和注浆装置；其中让压管的让压压力大于W型钢带的让压压力；

第三步：当让压注浆锚杆通过W钢带一次让压和通过让压管二次让压，使构造变形能量得到充分释放后，通过让压注浆锚杆尾部的注浆装置，连接上注浆泵向构造区域的缝隙进行注浆，将破碎岩层固化为一体；

第四步：巷道顶板固化后再继续向前掘进；掘进期间，再对巷道底板处进行常规松动卸压爆破，促使正在掘进的巷道底板的构造应力充分释放。

本发明的积极效果是：

1、通过在构造区域的巷道中部安装高强度让压注浆锚杆，能改变顶板的约束条件，相当于减小了巷道的宽度，顶板在释放部分构造应力后，不发生屈曲破坏，从根本上降低构造型冲击危险性。

2、采用让压注浆锚杆进行支护，可有效防止锚杆受冲击载荷发生破断，从而达到支护效果，让压的作用通过岩层弯曲释放构造应力，对降低冲击地压强度大幅度提高顶板的抗弯曲能力，增加岩层厚度，阻止构造应力的作用。

附图说明

下面结合附图说明本发明的实施。

图1是本发明构造危险区及支护俯视示意图；

图2是本发明让压注浆锚杆结构示意图；

图3是本发明注浆封闭岩层的断面示意图。

具体实施方式

本发明具体实施如下：

第一步：在冲击地压危险煤层的掘进过程中，通过类比、巷道冲击地压显现特征的分析、判定，同时根据掘进出现的构造展布情况，采用地应力实际观测方法，进行地应力观测，获得地应力大小和方向，然后利用钻屑法监测手段进行现场检测，划分出构造高应力区域，作为构造型冲击地压的防治重点区域；

根据应力分布的强弱，圈定危险区域，见图1右边所示的部分。

第二步：在上述防治重点区域的正在掘进的巷道顶板顶部沿巷道走向打一排高强度让压注浆锚杆，锚杆间距2-3m、深度至高应力区域边界；当顶板岩层为软岩时，首先在巷道顶板上采用锚网整体支护，提高顶板截面惯性矩，然后再打让压注浆锚杆；见图1左边所示的部分。

让压注浆锚杆结构见图2。