[发明专利]一种不规则孤岛煤柱工作面冲击地压防治方法

说明书

本发明公开了一种不规则孤岛煤柱工作面冲击地压防治方法，如下:在施工不规则孤岛煤柱的工作面顺槽时，沿低应力区取直布置，形成一些不规则区域，将不规则区域对应的孤岛煤柱侧地段确定出冲击性危险区域，将冲击性危险区域的30‑50m范围内的两翼作为危险性过渡区域；工作面开采前，首先在工作面对危险性过渡区域卸压后再进行开采；工作面进入冲击性危险区域时，采取常规的钻眼爆破的方法制造一个宽卸压带，使得冲击性危险区域的变形能在一个大范围内长时间释放，起到先卸压后缓冲的保护作用，确保煤炭生产安全。

技术领域

本发明属于煤矿开采技术领域。

背景技术

我国有些老煤矿在正规采场完成开采后，往往存在不规则的孤岛煤柱，为了尽量回收煤炭资源，需要对这些孤岛煤柱进行残部开采。孤岛煤柱尤其是不规则型孤岛煤柱开采常常伴随破坏性冲击地压。原因是不规则煤柱导致应力场发生显著变化，当工作面开采后，本工作面与上部工作面会形成窄小煤柱，当压力达到一定数值，该煤柱会发生失稳，诱发大面积冲击地压。冲击地压的防控是世界级难题。目前不规则煤柱开采的冲击地压的防治与常规工作面的防治方法基本相同，主要采取解危措施，包括煤层注水、强支护、煤层强卸压、断顶、断底等。这些措施在具体实施过程中，由于伴随工作面的推进，超前与侧向应力增加，特别是不规则区域由于侧向牵引作用，会导致高级别能量释放，容易在不规则区域造成局部性应力集中，发生破坏性冲击地压可能性增加。本工作面开采后，在煤柱宽度较大区域会形成叠加的高采动应力，集聚高级别变形能，发生强度较大的冲击破坏。当煤柱不规则程度高、宽度较窄、埋深大时，工作面动态作用下的冲击危险性较高，常规方法的常规技术参数对不规则煤柱的冲击地压解危效果较差，且难以达到解除危险的效果。因此不规则孤岛煤柱开采期间的冲击地压的防控到目前为止还没有从根本上达到完全控制的程度，其开采期间的危险程度较大。

发明内容

为了解决目前不规则煤柱工作面开采期间冲击地压防治问题，本发明提出一种预先采取应力转移、能量耗散的防治方法。

本发明的技术方案是：

一种不规则孤岛煤柱工作面冲击地压防治方法，如下:

一、工作面顺槽的布置和区域划分

在施工不规则孤岛煤柱的工作面顺槽时，沿低应力区取直布置，并与采空区之间留有3.0~4.0m宽度的护巷小煤柱，并根据煤层条件施工满足生产、通风需要的其他巷道；工作面顺槽施工完成后，沿采空区侧会形成一些向外突出的地段和大于7-8m宽度的小煤柱地段，将这些地段作为不规则区域，将不规则区域对应的孤岛煤柱侧地段、按照以往开采实践与冲击显现的实例进行类比，确定出冲击性危险区域，将冲击性危险区域的30-50m范围内的两翼作为危险性过渡区域；

二、预先制造不等宽卸压带

工作面开采前，首先在工作面对危险性过渡区域采取常规的大直径钻孔卸压法，制造一个过渡卸压带；具体是在工作面上向煤层打直径大于100mm的大直径钻孔，钻孔间距1-2m，深度5-8m，卸压后再进行开采；工作面开采过程中，过渡卸压带的冲击能量提前得到释放，使工作面能顺利接近冲击性危险区域；工作面进入冲击性危险区域时，采取常规的钻眼爆破的方法制造一个宽卸压带；宽卸压带的深度是过渡卸压带的2-3倍，即钻孔深度10-25m，使得冲击性危险区域的变形能在一个大范围内长时间释放，同时对宽卸压带钻孔进行注水使煤层软化，使得具有冲击倾向的煤体转化为弱冲击倾向，起到先卸压后缓冲的保护作用；

三、效果检验

工作面在冲击性危险区域内推进过程中，采用传统的钻屑法进行超前效果检验；即在工作面顺槽中用直径42mm钻头在煤柱侧向煤层中打眼，眼深7.0-8.0m，仰角0~3°，眼距5.0-10m；当钻屑法检验出现超标时，继续对过渡卸压带和宽卸压带进行卸压，直到冲击危险性完全消除，工作面再继续推进。