[发明专利]高瓦斯煤层扩容区煤岩动力灾害主动减压消突方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高瓦斯煤层扩容区煤岩动力灾害主动减压消突方法，用于实现高瓦斯煤层工作面煤层扩容区煤岩动力灾害主动减压消突，防止高瓦斯煤层工作面煤岩动力灾害的发生。

背景技术

煤岩动力灾害是高瓦斯煤层工作面安全生产的最大威胁，煤岩动力灾害的发生与工作面采动过程中煤层力学状态及煤层内瓦斯赋存状态有关，煤层中发生扩容现象的高应力、高瓦斯压力区是易发生煤岩动力灾害的危险区，因此，通过对煤层扩容、煤层应力及煤层瓦斯压力的实时监测实现对煤岩动力灾害危险区的识别，并对该区域实施主动减压消突技术措施降低煤层应力以消除煤层扩容，可以有效防止高瓦斯煤层工作面煤岩动力灾害的发生，具有重要意义。目前还没有专门针对高瓦斯煤层工作面煤层扩容现象的探测及对扩容区煤岩动力灾害危险区的识别方法，因此无法准确判定高瓦斯工作面煤岩动力灾害危险区位置，亦无通过使煤岩动力灾害危险区卸压消除煤层扩容现象以实现主动消突的专门措施，导致煤岩动力灾害防治工作缺乏针对性，无法实现高瓦斯工作面煤岩动力灾害的有效主动消突。

发明内容

本发明方法是为了克服现有高瓦斯煤层工作面煤岩动力灾害防治方法中危险区判断不准确、消突措施针对性差、消突效果不好的不足，提供一种可有效探测煤层扩容区煤岩动力灾害危险区、消突技术措施针对性强、消突效果好的高瓦斯煤层扩容区煤岩动力灾害主动减压消突方法。

本发明方法为解决技术问题所采用的技术方案是：

1、一种高瓦斯煤层扩容区煤岩动力灾害主动减压消突方法，其特征是按以下步骤进行：

a、在工作面前方下顺槽的上帮分别施工煤层应力测试钻孔和瓦斯压力测试钻孔，在所述煤层应力测试钻孔和瓦斯压力测试钻孔中分别安装煤层应力测试仪和瓦斯压力测试仪，分别形成煤层应力测点和瓦斯压力测点；

b、在煤层的上方布置一条探测巷道，在所述探测巷道内位于工作面煤壁的前方由探测巷道的底板向煤层中施工扩容探测钻孔，在所述扩容探测钻孔中安装煤体扩容探测器形成煤体扩容测点；所述煤体扩容测点与煤层应力测点以及瓦斯压力测点与工作面的水平距离一致；

c、随着工作面的推进，实时对煤体扩容探测器、煤层应力测试仪以及煤层瓦斯压力测试仪进监测，当煤体扩容量、煤层应力以及瓦斯压力同时超过安全临界值时，确认由煤层应力测点、瓦斯压力测点以及煤体扩容测点所在断面至工作面的区域为煤岩动力灾害危险区；

d、针对确认的煤岩动力灾害危险区，在工作面垂直于煤壁向所述煤岩动力灾害危险区的煤体内施工相互平行的各走向卸压钻孔，利用走向卸压钻孔对所述煤岩动力灾害危险区实施煤层注水，使煤岩动力灾害危险区的煤体软化卸压；

e、在工作面下顺槽垂直于煤帮向所述煤岩动力灾害危险区的煤体施工相互平行的各顺层卸压钻孔，使煤岩动力灾害危险区煤体卸压。

2、根据权利要求1所述的高瓦斯煤层扩容区煤岩动力灾害主动减压消突方法，其特征是：所述瓦斯压力测试钻孔的孔径为70mm，孔深为30m；所述煤层应力测试钻孔的孔径为45mm，孔深为10m。

3、根据权利要求1所述的高瓦斯煤层扩容区煤岩动力灾害主动减压消突方法，其特征是：所述走向卸压钻孔贯穿所述煤岩动力灾害危险区，走向卸压钻孔的孔径为150mm，相邻的孔间距为5m。

4、根据权利要求1所述的高瓦斯煤层扩容区煤岩动力灾害主动减压消突方法，其特征是：所述顺层卸压钻孔的孔径为150mm，孔深为120m，相邻孔间距为5m。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

本发明方法通过对煤层应力、煤层瓦斯压力和煤层扩容现象的实施监测，能有效判别高瓦斯煤层扩容区以确定煤岩动力灾害危险区的位置，并对该区域煤层有针对性地实施卸压钻孔和煤层注水技术措施，可显著降低煤岩动力灾害危险区煤体应力、消除可能造成煤岩动力灾害的煤层扩容现象，并改善瓦斯赋存状态，最终达到高瓦斯煤层工作面煤岩动力灾害主动减压消突的目的；本发明方法施工简单、针对性强、消突效果好，可实现有效防止高瓦斯煤层工作面煤层扩容区煤岩动力灾害的发生。

附图说明

图1是本发明方法中煤层应力、瓦斯压力、煤层扩容测试的平面示意图；

图2是本发明方法中工作面卸压钻孔及煤层注水剖面示意图；

图3是本发明方法中下顺槽卸压钻孔剖面示意图；

图4a是本发明方法中所应用的煤体扩容探测器的结构示意图；

图4b是本发明方法中所应用的煤体扩容探测仪端面示意图；

图5为本发明方法中煤体扩容探测器安装方式示意图。