[发明专利]一种煤岩反复钻孔形成巷道防冲弱结构的方法

说明书

本发明公开了一种煤岩反复钻孔形成巷道防冲弱结构的方法，是利用钻机在指定位置钻孔，反复旋转破裂煤岩体，形成巷道防冲弱结构层，吸收冲击矿压释放的能量。本发明是在巷道两帮通过钻孔致裂煤岩体，在钻孔内套入6～12m钢管，通过钢管可以反复多次的对煤岩体进行致裂卸压而不破坏巷道支护层，同时钢管6～12m内由于多次钻孔形成弱结构层，吸收冲击矿压能量。本发明在有效保护巷道支护层的前提下，可以有效吸收冲击矿压能量，减弱冲击矿压对巷道的破坏程度，对于冲击矿压的防治具有重要意义，而且反复钻孔是一种简单有效的致裂煤岩体的方法，在巷道卸压中得到十分广泛的应用，在煤矿具有很高的实用价值。

技术领域

本发明涉及利用卸压孔反复致裂在煤矿井下巷道实现弱结构应用领域。尤其是一种适用于煤矿井下巷道掘进与开采安全技术领域中的煤岩卸压孔致裂形成巷道防冲弱结构的方法。

背景技术

据统计，我国已有178个矿井发生过冲击矿压(冲击地压)，冲击矿压不仅发生在深部矿井，浅部矿井冲击矿压事故也逐渐增多，随着煤炭资源的不断开采，冲击矿压矿井数量将会逐渐增多，冲击矿压一旦发生，将会对矿工的生命造成极大的威胁，对矿井造成巨大的损失。冲击矿压是在煤矿的开采过程中，由于采动影响使巷道及工作面原有的力学平衡受到破坏，其弹性能发生迅猛释放的动力现象，严重时会波及地面建筑物。因此，冲击矿压问题已成为煤矿掘进与开采、威胁矿井安全的一大技术难题。

冲击矿压发生次数随煤层开采深度增加呈现非线性增长关系，冲击矿压防治技术的有效性，直接决定了冲击矿压的灾害能否被有效降低。特别是在一些冲击矿压严重矿井，尽管采取了多种防治技术，还是没能消除冲击矿压这一灾害。

我国的大部分煤矿煤层坚硬或者煤层上有完整的坚硬顶板，由于煤岩体的强度大、硬度高，煤岩体完整，容易积聚大量弹性能，影响巷道掘进与工作面的开采，同时对巷道的稳定性也构成威胁。巷道煤岩体一旦突然垮落，大量的弹性能突然释放，震动强烈，导致煤岩体冲击矿压的发生，对附近巷道或工作面也构成了极大的威胁。

利用卸压钻孔反复致裂煤岩体实现弱结构技术是一种用于煤矿掘进防治冲击矿压的新理念，与传统的防治冲击矿压技术不同。对煤矿的安全、高效掘进有重要的意义。卸压孔卸压在冲击矿压煤矿中应用广泛，通过卸压孔反复致裂煤岩体实现弱结构技术，吸收冲击矿压能量，对冲击矿压矿井的安全开采、巷道支护和冲击矿压防治具有重要意义。

发明内容

技术问题：本发明的目的是要克服现有技术中的不足之处，提供一种煤岩反复钻孔形成巷道防冲弱结构的方法，基于卸压孔利用钻机反复致裂煤岩体实现弱结构层，吸收冲击矿压能量，从而减弱冲击矿压能量对巷道两帮及顶板的威胁，防止冲击矿压的发生。

技术方案：本发明的煤岩反复钻孔形成巷道防冲弱结构的方法，包括如下步骤：

a.巷道沿掘进工作面施工的过程中，用钻机分别在巷道左右两帮向煤岩体指定位置打若干个卸压孔，所述煤岩体指定位置根据煤岩性质及矿压观测记录确定，左右两帮的卸压钻孔(5)位置对称；

b.在巷道左右两帮施工完成的若干个卸压钻孔的孔口段内放入与卸压钻孔直径相同钢管，起到了加固了巷道支护层的作用，之后，从钢管内向卸压钻孔内继续钻孔，利用深入巷道左右两帮卸压钻孔内的钻杆对煤岩体进行致裂，形成巷道两帮的防冲弱结构；

c.当巷道两帮的防冲弱结构在煤岩体压力作用下压实后，再次从钢管内向卸压钻孔内钻进，再次对巷道左右两帮的煤岩体进行致裂，根据巷道两帮防冲弱结构压实情况，重复对巷道左右两帮的煤岩体致裂多次，在此过程中，由巷道左右两帮排列的多个钢管加固的巷道支护层不会在卸压钻孔作用下使煤岩体松动圈扩大。

所述的若干卸压孔孔口之间的间隔为0.8～3m。

所述的若干个卸压孔垂直巷道两帮打入。

所述的若干卸压孔的钻孔直径为90～130mm，孔深不小于20m。