[发明专利]一种深井冲击危险巷道卸支耦合防冲方法

说明书

本发明公开的属于矿井采煤防治技术领域，具体为一种深井冲击危险巷道卸支耦合防冲方法，包括以下步骤：S1:采用锚杆轴力的动力损伤模型，在计算机上对煤矿煤层爆破的参数进行初步优化；该种深井冲击危险巷道卸支耦合防冲方法，利用巷道冲击地压防治方法的选择、关键参数优化设计及合理组合搭配，采用数值模拟和现场实测相结合，建立了以“爆破震动基础参数现场实测→爆破震动机理分析→多组爆破方案的数值模拟优选→优选方案解危效果的现场检验”为步骤的卸压爆破设计优化技术，合理防冲设计时，充分考虑卸压工程对巷道“卸压力”与“损支护”的“双效”作用，对保障矿井安全生产具有重要意义。

技术领域

本发明涉及矿井采煤防治技术领域，具体为一种深井冲击危险巷道卸支耦合防冲方法。

背景技术

煤矿是人类在富含煤炭的矿区开采煤炭资源的区域，一般分为井工煤矿和露天煤矿，当煤层离地表远时，一般选择向地下开掘巷道采掘煤炭，此为井工煤矿，当煤层距地表的距离很近时，一般选择直接剥离地表土层挖掘煤炭，此为露天煤矿，我国绝大部分煤矿属于井工煤矿，通常包括巷道、井硐和采掘面等等，其中深井厚煤层即是指井工开采3.5m以上，露天开采10m以上的煤层。

煤业开采深度大、地质条件复杂、煤岩具有冲击倾向性，开采期间面临较为严重的冲击地压灾害问题。

在目前冲击地压防治方法选择上，卸压和支护是其两大途径，但是，这两者又是相互影响和相互制约的，一方面，加强卸压工作可起到释放弹性能的积极效果，但是参数设计的不合理可能导致巷道围岩及其支护结构产生严重损伤，导致支护围岩失效，并使围岩丧失自承能力；另一方面，如果卸压不充分，巷道浅部围岩能积聚大量压缩弹性能，在开采扰动作用下极易发生高能震动，此时即使巷道支护强度很高，也无法抵抗冲击造成的巨大破坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种深井冲击危险巷道卸支耦合防冲方法，以解决上述背景技术中提出的一方面，加强卸压工作可起到释放弹性能的积极效果，但是参数设计的不合理可能导致巷道围岩及其支护结构产生严重损伤，导致支护围岩失效，并使围岩丧失自承能力；另一方面，如果卸压不充分，巷道浅部围岩能积聚大量压缩弹性能，在开采扰动作用下极易发生高能震动，此时即使巷道支护强度很高，也无法抵抗冲击造成的巨大破坏的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种深井冲击危险巷道卸支耦合防冲方法，包括以下步骤：

S1:采用锚杆轴力的动力损伤模型，在计算机上对煤矿煤层爆破的参数进行初步优化，分别对2kg、3kg、4kg、5kg、6kg、7kg、8kg的药量和10m、12m、15m、18m的孔深进行数值计算；

S2:综合考虑爆破对支护结构的影响和卸压效果，选取参数为孔深12m、15m，药量2kg～6kg的煤层爆破为相对较优的爆破方案，通过现场实测对巷道卸压爆破设计优化效果进行检验，确保优化结果在现场的实用性；

S3:煤层爆破卸压效果的钻孔窥视分析，利用智能钻孔电视成像仪来钻孔窥视，用来在岩层钻孔中探测岩层的构造；

S4:窥视结果分析：

(1)：钻进测试孔：可用普通煤帮锚杆钻机施工Φ28mm钻孔，帮孔打在腰线位置，顶孔打在顶板中线位置；

(2)：钻孔煤粉清理：爆破前后都需要用水冲洗钻孔，将钻孔内煤粉、钻渣清理干净，孔钻进至指定位置后，将钻机水阀开至最大冲洗钻孔2min；

(3)：具体测试过程：冲洗钻孔完毕后，放置30min，待孔内水排尽后，开启设备，将探头利用可接长钢杆以1m/min的速度匀速推进至孔底，整个过程中，应保证探头清晰，避免探头被水或煤粉遮挡；