[发明专利]掘进工作面煤与气体突出及冲击动力灾害联合防治方法

说明书

本发明公开了一种掘进工作面煤与气体突出及冲击动力灾害联合防治方法，通过在掘进工作面迎头钻设的顺层钻孔增加前方煤体透气性并释放待掘煤体内部瓦斯或二氧化碳气体，降低其浓度；另外根据各个顺层钻孔钻进过程中是否存在瓦斯或二氧化碳超标、是否存在煤体动力现象或是否有煤粉量大于临界值的情况，确定掘进工作面迎头前方是否存在发生突出或冲击危险的情况，若确定存在突出或冲击危险，则通过向顺层钻孔内装填炸药进行爆破卸压，从而降低掘进工作面迎头前方发生冲击危险的程度；使得顺层钻孔达到一孔四用的目的(即释放瓦斯、二氧化碳，监测瓦斯、二氧化碳浓度，监测是否存在冲击危险，卸压降低冲击危险性)，在煤矿掘进工作面具有很高的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种掘进工作面煤与气体突出及冲击动力灾害联合防治方法。

背景技术

煤与气体(气体为二氧化碳或瓦斯)突出是一种特殊类型的气体涌出的现象，即在压力作用下，破碎的煤与煤体内部的气体由煤体内突然向采掘空间大量喷出的现象。冲击矿压是高应力作用下，煤岩体积聚的大量弹性变形能瞬间猛烈释放造成的矿井爆炸性动力灾害，常导致巷道、机电设备瞬间遭到破坏，严重时将造成人员伤亡等，给矿井安全高效生产造成了极大影响。随着煤炭开采深度和强度的增大，煤与气体突出、冲击动力灾害已成为煤矿普遍存在的安全问题。尤其是在具有高浓度气体的矿井掘进工作面，以气体突出和冲击矿压为代表的动力灾害更易发生，在掘进工作面迎头进行气体释放、气体浓度监测、冲击动力灾害监测及相应卸压降低冲击危险已经非常必要。目前还没有一种方法能同时起到对掘进工作面迎头进行气体释放、气体浓度监测、冲击动力灾害监测及相应卸压降低冲击危险的效果。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种掘进工作面煤与气体突出及冲击动力灾害联合防治方法，在对前方实体煤释放瓦斯或二氧化碳并监测瓦斯或二氧化碳浓度的同时能对其发生冲击矿压的危险程度进行监测，并能进行爆破卸压，从而有效提高工作效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种掘进工作面煤与气体突出及冲击动力灾害联合防治方法，具体步骤为：

A、在掘进工作面迎头布设9个顺层钻孔，每个顺层钻孔的深度为3～4倍工作面的采煤高度；9个顺层钻孔按3排3列呈矩形分布，各个顺层钻孔的行间距1.3～1.7m，列间距1.6～1.8m，处于矩形中心的顺层钻孔保持与巷道掘进方向平行，其他钻孔的终孔位置处于巷道轮廓线外5m；

B、根据已知测定方法提前测定顺层钻孔每钻进1m钻出的煤粉量临界值，将步骤A确定的中心顺层钻孔位置作为第一个钻孔，将第一个钻孔每钻进1m钻出的煤粉量收集后进行称量，记录得出的称重值并与临界值进行比较，若称重值未超过临界值，则重复上述步骤继续进行该钻孔下一个1m的钻进，直至按照步骤A设定的钻孔深度完成该钻孔钻进后进行下一钻孔的钻设；若在钻进过程中任一次的称重值大于临界值时，则停止该钻孔的钻进，进行下一个钻孔的钻设；下一个钻孔重复第一个钻孔的钻进过程，如此循环，直至完成所有顺层钻孔的钻进；同时在每个顺层钻孔的钻进过程中，若发生煤体动力现象，则记录该煤体动力现象，最终完成各个顺层钻孔的钻设；

C、若步骤B中各个顺层钻孔钻进过程中未发生煤体动力现象及各个煤粉量均未超过临界值，则对工作面迎头进行正常掘进，使工作面向前推进不大于5m后，重复步骤A和B；

D、若步骤B中各个顺层钻孔钻进过程中存在煤体动力现象或其中至少一个煤粉量大于临界值时，则对工作面迎头进行煤体爆破卸压，具体为：先对各个顺层钻孔排出的瓦斯或二氧化碳浓度进行测量，当各个顺层钻孔排出的瓦斯或二氧化碳浓度低于设定标准值后，在按照步骤A设定深度完成的各个顺层钻孔中，每个钻孔装入多个炸药管，且使每个钻孔内的炸药量为2～3kg，每个钻孔的封孔长度大于4m，各个钻孔内的炸药管各自通过起爆线并联形成各个炸药组，相邻爆破卸压钻孔内的炸药组之间串联；一次起爆所有顺层钻孔。

进一步，所述步骤A中各个顺层钻孔的行间距1.5m，列间距1.75m。