[发明专利]一种含块状夹矸软煤冲击地压防控方法

说明书

本发明涉及煤矿开采技术领域，涉及一种含块状夹矸软煤冲击地压防控方法，所述方法包括两大步骤，一是识别出含块状夹矸软煤巷道冲击危险区域，确定需要进行冲击地压防控区域，二是根据现场条件采取延缓冲击措施或根治措施。所述识别含块状夹矸软煤巷道冲击危险区域，首先根据夹矸块体参数圈定潜在冲击危险区，然后在煤体内不同深度布置应力测点，并在巷帮布置位移监测点进行同步监测，根据监测预警指标判断评价区域是否存在冲击危险。本发明所述的防控方法是基于软煤冲击具有隐蔽性导致防冲易迷失目标的难题，提出的“潜在冲击危险区识别→煤体应力和巷道变形同步监测→防冲措施实施”的防控方法，有效控制了含块状夹矸软煤冲击地压的发生。

技术领域

本发明涉及煤矿开采技术领域，特别是涉及一种含块状夹矸软煤冲击地压防控方法。

背景技术

软煤是一种煤质软(单轴抗压强度≤5MPa)、易形变、低弹模量、无冲击性煤体，一般不易发生冲击地压，但含夹矸块软煤往往存在冲击危险。含夹矸块软煤冲击的实质为形成“夹矸块体蓄能结构”，该结构的形成是与软煤的煤质软、承载能力差密切联系的。高应力下软煤形成大范围松动区，松动区内软煤在顶板压缩下向巷道内滑移，带动夹矸块体不断运移，相互之间距离逐渐减小最终嵌挤接触形成承载结构。根据夹矸块体运移过程可大致分为分散悬浮、滑移运动、嵌挤接触三个阶段。下面以单侧巷帮软煤矸石块结构形成过程为例进行分析。

(1)分散悬浮阶段

巷道开挖后，打破了原岩应力场平衡，导致围岩应力重新分布，巷道从外向里依次形成松动区、弹性区和原岩区。松动区靠近开挖面，处于单向受压状态，在顶板压力下易产生向巷道内的横向变形，是夹矸块体随煤体运移最活跃区域；位于深部的弹性区和原岩区，处于三向受压状态，属于稳定区域，在该区域，软煤变形滑移受限导致夹矸块体运移停滞。巷道形成之初，围岩应力峰值尚未向深部转移，仅靠近巷帮区域煤体在高应力下发生应变软化进入松动状态，因此松动区范围较小，使得软煤不能大面积变形、滑移，赋存在软煤中的众多夹矸块体彼此被隔离，好似悬浮于煤体中一样，因此称这个阶段为分散悬浮阶段，如图1(a)所示。

(2)滑移运动阶段

当巷道受到采空区侧向支承压力或其它冲击危险因素应力叠加后，围岩应力集中程度进一步增大，煤体进入峰值强度后变形的区域加大，应变软化程度加剧，松动区范围和应力峰值向深部发展，此时众多矸石块体得以解放而随煤体滑移运动，如图1(b)所示。

(3)嵌挤接触阶段

随着软煤内矸石块体不断滑移运动，彼此之间距离逐渐减小，最终在巷道松动区某一深度嵌挤接触形成具有一定空间排列的结构，在该结构内夹矸块体为结构的“骨架”，软煤类似“肌肉”，对夹矸块体具有稳固、束缚的作用，因此具有强大的承载能力。承载结构的形成使得转移到深部的支承压力峰值发生回迁，如图1(c)所示。

综上所述，软煤的煤质软、承载能力差促进了大范围松动区的形成，使得众多矸石块体由分散悬浮态转化为滑移运动态，最终嵌挤接触形成承载结构。软煤结构的形成是软煤、高应力和夹矸块体综合作用的结果。软煤结构是赋存在软煤内的夹矸块体之间相互接触嵌挤形成的。除了软煤和高应力对软煤结构形成有影响外，软煤内夹矸块的含量、块度大小、强度等也有影响。软煤内夹矸块含量越多，块度越大，则夹矸之间的有效运移距离越短，越利于结构形成；组成结构的夹矸块体强度越大，夹矸块体在挤压接触中越不易破碎，相应形成的结构承载能力越大。基于对软煤结构形成有影响的因素，可宏观评判软煤评价区域的潜在冲击危险性，即如软煤评价区域夹矸块体含量、块度和强度较大，则评价区域易形成软煤结构，因此具有潜在冲击危险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含块状夹矸软煤冲击地压防控方法，主要用于防控软煤存在冲击危险的问题。

本发明的实现过程如下：

一种含块状夹矸软煤冲击地压防控方法，包括如下步骤：