[发明专利]冲击煤层巷道掘进后路能量释放范围的判定方法

说明书

技术领域

本发明属于煤矿开采技术领域。

背景技术

随着矿井开采深度的增加，开采范围的扩大，开采的边界条件的复杂化，冲击地压的防治越来越严重，已经成为公认的世界级难题。目前深井巷道在掘进时后路冲击地压的防治主要采取解危措施，包括钻孔爆破卸压、钻孔卸压、顶板处理等措施。在解危时应首先判定能量释放范围才能有的放矢。所以对冲击地压能量释放范围进行科学的预测是冲击地压防治的关键。近几年来这方面的研究取得了一些进展。目前监测技术主要包括以下几个方面。

钻屑法：它的测定一般采用钻屑法探测。钻屑法是通过在煤层中打直径42～50mm的钻孔，根据排出的煤粉量及其变化规律和有关动力效应，鉴定冲击危险的一种方法。

声发射(地音)与微震监测：地音与微震监测方法是随电子技术的发展，尤其是电子计算机的普遍应用而得到发展的一种冲击地压预测预报方法。

应力预测法：煤体的应力变化是预测冲击地压的关键，应力变化的测量是实现冲击地压危险性预测的基础，目前大多采用钻孔应力计进行应力变化的监测，但由于应力监测体的刚度与煤体的刚度不匹配，其监测的数据不能代表煤体的真实应力。煤体应力变化的定量监测是冲击地压的预测的关键技术。

其它预测方法：如开采判定法，流动地音检测法，煤层含水量变化观测法，煤层围岩压力(变形)观测法，锤击波速法和顶板动态观测法等。

就巷道掘进期间后路冲击地压来说，如采用上述单一方法预测，具有“盲点”效应，主要表现在物理探测的物理量变化小，不容易建立判断准则。由于构造应力主要作用在顶底板，钻屑法对构造区域的巷道能量释放的判断不可靠。关于巷道后路冲击地压能量释放范围的组合判断方法还没有报导。

因此，采用多种方法进行综合预测已成为目前冲击地压预测的主要途径。

发明内容

本发明的目的是针对巷道掘进后路冲击地压能量释放范围问题，提出一种冲击煤层巷道掘进后路的能量释放范围的判定方法。

本发明采取的技术方案是：

第一步：获得高应力区域

在冲击地压危险煤层掘进巷道，特别是构造区域的掘进巷道，通过类比、相临采场冲击地压显现特征的分析、判定，同时采用钻屑法等监测手段进行现场检测，划分出高应力区域；

第二步：巷道动态应力趋向观测

在该高应力区域安装高敏感应力计，进行动应力趋向观测，获得定量的影响范围，将该范围划定为危险区域；

第三步：巷道冲击危险性监测

在划定的危险区域内安设顶板动态仪，采用顶板动态观测法进行冲击危险性监测，根据监测数据定量描述巷道顶板动态应力分布规律，从而确定出危险程度，将具危险性的区域确定为能量释放范围。

本发明的积极效果是：通过在巷道后路安装敏感应力计，获得动态应力趋向特征，预测巷道后路应力危险区域，再在该区采用顶板动态法进行细微物理量的组合观测，定量描述顶态应力的分布规律，判定了巷道后路的早期扰动响应造成的危险程度，将具危险性的区域确定为能量释放范围。这种综合观测的判断方法没有“盲点”效应，为在下一步解危时能有的放矢。

附图说明

下面结合附图说明本发明的实施例，附图为某矿3139工作面。

图1是高应力区域图；

图2是高应力区域监测仪器布置示意图

图3是动态应力分布观测示意图。

具体实施方式

如图所示，本发明冲击煤层巷道掘进后路的能量释放范围的判定方法步骤如下：

第一步：在冲击地压危险煤层掘进巷道，特别是构造区域的掘进巷道，在掘进前、掘进期间通过类比、相临采场冲击地压显现特征的分析、判定，同时采用钻屑法等监测手段进行现场检测，划分出高应力区域；见图1。

第二步：巷道动态应力趋向观测

在该区域安装高敏感应力计(见图2)，进行动应力趋向观测，获得定量的影响范围，将该范围划定为危险区域；

第三步：巷道冲击危险性监测

在划定的危险区域内安设顶板动态仪(见图3)，采用顶板动态观测法进行冲击危险性监测，根据监测数据定量描述巷道顶板动态应力分布规律，从而确定出危险程度，将具危险性的区域确定为能量释放范围。