[发明专利]一种冲击地压的解危方法

权利要求书

1.一种冲击地压的解危方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，解危空间的综合分析

结合具体施工矿井的基本条件，综合分析解危空间的煤层地质赋存条件及地应力分布特征、煤层及围岩物理力学参数、估算工作面前方支承压力峰值、分析施工经济成本和施工技术条件；

步骤2，确定大直径钻孔参数

根据对解危空间的综合分析，考虑大直径钻孔在双向不等压应力场下，根据开采煤层的煤层厚度，确定大直径钻孔周围塑性区最大边界R，根据大直径钻孔周围塑性区最大边界R和大直径钻孔的半径r的数学定量关系，设计大直径钻孔的半径r；

步骤3，根据解危空间，设置大直径钻孔

根据解危空间的不同，设置大直径钻孔，其中，解危空间分别为：采煤工作面和回采巷道；

(1)在解危采煤工作面时，在采煤工作面的前方煤体中，平行于采煤工作面煤壁，设置有n个直径为2r大直径钻孔，大直径钻孔的垂直高度为采煤工作面巷高的一半；其中，n为正整数，n≥3；

所述的大直径钻孔为通孔时，设置在采煤工作面的前方煤体中，距离采煤工作面煤壁最近的大直径钻孔为第一钻孔，后续依次为第二钻孔、第三钻孔……，第一钻孔距采煤工作面煤壁水平距离为R，各个钻孔之间的水平距离为R；

所述的大直径钻孔为非通孔时，设置在采煤工作面的前方煤体两侧，距离采煤工作面煤壁最近的大直径钻孔为第一钻孔，后续依次为第二钻孔、第三钻孔……，第一钻孔距采煤工作面煤壁水平距离为R，各个钻孔之间的水平距离为R；奇数钻孔设置在采煤工作面的前方煤体的一侧，偶数钻孔设置在采煤工作面的前方煤体的另一侧，同一侧的钻孔的水平距离为2R；

(2)在解危回采巷道时，在回采巷道正煤帮侧的煤体中，平行于回采巷道正煤帮设置有一个直径为2r大直径钻孔，钻孔垂直高度为回采巷道高度的一半，距回采巷道的正煤帮距离D由巷道围岩塑性区范围L和大直径钻孔周围塑性区最大边界R共同确定。

2.如权利要求1所述的冲击地压的解危方法，其特征在于，所述的步骤1中，所述的工作面前方支撑压力峰值，其峰值位置在采煤工作面前方5～20m，峰值大小采用数值模拟的方法进行估算。

3.如权利要求1所述的冲击地压的解危方法，其特征在于，所述的步骤2中，所述的大直径钻孔的半径r的确定方法为：根据开采煤层的煤层厚度确定R，R为开采煤层的煤层厚度的一半，根据大直径钻孔的埋深H、大直径钻孔围岩容重γ、大直径钻孔围压比值η、大直径钻孔围岩内聚力C和内摩擦角得出大直径钻孔半径r与大直径钻孔周围塑性区最大边界R之间的数学定量关系式，根据数学定量关系式求出r；所述的数学定量关系式如公式(1)、(2)所示：

当且R≥5r时，

当且R≥5r，

其中，公式中，η为大直径钻孔围压比值，R为大直径钻孔周围塑性区最大边界，r为大直径钻孔半径，为内摩擦角，C为大直径钻孔围岩内聚力，σ₃为最小围压，具体为垂直应力和水平应力中较小的值；其中，垂直应力通过大直径钻孔的埋深H与大直径钻孔围岩容重γ得出。

4.如权利要求1所述的冲击地压的解危方法，其特征在于，所述的步骤3(1)中，所述的采煤工作面为长直工作面。

5.如权利要求1所述的冲击地压的解危方法，其特征在于，所述的步骤3(1)中，所述的大直径钻孔，其深度为采煤工作面长度的75％～100％。

6.如权利要求1所述的冲击地压的解危方法，其特征在于，所述的步骤3(2)中，所述的大直径钻孔，其深度为超前工作面20～40m。

7.如权利要求1所述的冲击地压的解危方法，其特征在于，所述的步骤3(2)中，所述的距回采巷道的正煤帮距离D的确定方法为：D＝L+R。