[发明专利]二次卸压防治冲击地压的方法

说明书

技术领域

本发明涉及防治冲击地压的方法，尤其是一种适用于煤岩体二次卸压防治冲击地压的方法，属于矿山安全技术领域。

背景技术

在矿山开采过程中，当采掘空间或巷道周围的应力超过煤岩体的承载能力时，会出现煤岩体的突然动力性破坏，向采掘空间或巷道空间瞬间大量变形或弹射，并释放大量的弹性能，这就是冲击地压(金属矿山或隧道称岩爆)。冲击地压威胁人类的生命安全并影响采掘工作的正常进行，是矿山最严重灾害之一。

目前，治理冲击地压的方法主要有开采解放层、采区合理布置、煤层注水、卸压爆破、大钻孔、顶板断裂爆破等，其中开采解放层和合理布置采区一旦施工不易改变，大钻孔成本高、效果差，最常用的是煤层注水和卸压爆破。然而，煤层注水通常耗时长、遇到断层等地质构造时无法施工，单纯的卸压爆破无可避免的引起扰动，易造成人工开挖引起的冲击地压。因而，迫切需要一种效率高、成本低的新方法防治冲击地压。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种工艺简单、操作方便、安全可靠、控制性好、效果良好的二次卸压防治冲击地压的方法，其实质是将水射流割缝与松动爆破相结合，实现优势互补，对构造型冲击地压、顶板断裂型冲击地压和煤体压缩型冲击地压采用不同方式割缝，对煤岩体进行初次卸压，而后进行松爆，利用炸药产生的能量使煤岩体裂隙进一步扩展，降低煤岩体弹性应变能，从而达到二次卸压的目的。

本发明采用的技术方案如下：

一种二次卸压防治冲击地压的方法，其步骤包括：

1）根据煤岩体地质状况确定欲卸压区域和冲击地压类型；

2）对欲卸压区域施工钻孔，根据冲击地压类型在钻孔中利用水射流对煤岩体进行割缝；

3）通过钻孔进行松动爆破，起爆后爆炸应力波和爆生气体沿着缝槽方向传播，使煤层产生足够多的裂隙，达到卸压的目的。

进一步地，在进行所述割缝的前后需进行通孔，将钻孔中岩粉煤渣清理干净。

进一步地，所述割缝的具体方式为：

对构造型冲击地压，采用在巷道周边煤岩体内沿钻孔轴向切槽和径向割缝相结合的割缝方式进行施工，使巷道围岩均匀卸压，并形成网格化缝槽群；

对顶板断裂型冲击地压，进行径向水射流割缝，使集中应力往缝槽端部转移，通过不同的割缝钻孔布置方式区域卸压；

对煤体压缩型冲击地压，采用在深部煤岩体区域径向割缝，使集中应力向深部转移，从而减小该塑性区域承压。

进一步地，利用水射流对煤岩体进行割缝时，采用的高压水压力为25-35MPa；径向割缝半径为0.5-2m，径向割缝厚度为2-4mm；轴向切槽深度为0.5-2m，轴向切槽宽度为2-4mm。

进一步地，割缝孔（用于割缝的钻孔）的排与排之间呈梅花形布置，每排割缝孔间距为15m-25m。

进一步地，所述爆破的具体方法为：

a）装药：将药卷及起爆雷管按照设计方案送入钻孔，采用不耦合装药和正向引爆方式；

b）封孔：使用黄泥和黄沙封孔，并保证起爆系统完好；

c）爆破：采用电力起爆系统起爆，起爆后爆炸应力波和爆生气体沿着缝槽方向传播，使煤层产生足够多的裂隙。

进一步地，所述封孔黄泥长度为2～4m，黄沙段长度8～12m；聚氨酯的长度为0.5～0.8m；黄沙段的PVC管1～3m一段，共5～10段。

进一步地，所述装药的长度不少于2m。

本发明二次卸压防治冲击地压方法的优点是：

本发明将水射流割缝与松动爆破相结合，能够更好的防治冲击地压并提高效率，降低成本。利用水射流对煤岩体进行割缝，通过割缝孔交错布置可以实现缝槽群裂隙相互贯通，从而形成大面积裂隙场，相当于一个构造弱面，能屏蔽或消弱地应力并减弱煤体弹性变形能的传递，从而防治冲击地压对巷道的破坏，克服了煤层注水无法处理断层构造、耗时长、效果差的缺点。割缝后集中应力进一步向岩体深部转移，也具有卸压效果，同时预裂缝槽的出现为下一步的松动爆破提供了补偿空间，可以有效降低单纯松爆压密煤岩体并产生大扰动诱发冲击的风险。本方法中所使用水射流割缝方式由于有水的存在，可以流畅地将炮孔内的石渣清理干净，便于后续装药的进行，鉴于射流割缝深度可以利用切割速度及压力随时调整，故不存在因切缝浅而影响爆破效果的问题。因此，本发明的水射流割缝松动爆破防治冲击地压方法成本低，效率高，效果好、卸压范围广、风险小，具有较大的应用推广价值。

附图说明

图1是本发明水射流割缝松动爆破防治冲击地压示意图。