[发明专利]冲击危险煤层工作面超前中深孔卸压与降尘一体化方法

说明书

一种冲击危险煤层工作面超前中深孔卸压与降尘一体化方法，涉及采矿工程技术领域，解决了冲击危险煤层钻孔卸压效果不理想和工作面煤尘污染等问题。该方法包括：通过在类似条件工作面顺槽前方进行矿山压力监测分析，确定超前支承压力影响范围；在回采巷道的巷帮施工扩孔式中深卸压钻孔，扩孔施工后，与巷道走向垂直的卸压钻孔形成串联通道；沿串联通道的轴线依次设置多个卸压空间；待中深卸压钻孔完全成后，下入注水封孔器对卸压钻孔进行封孔处理，将作业现场注水管路与封孔器连通，封孔器插入钻孔内，利用封孔器胶管膨胀实现封孔；随后向钻孔内注入JFC降尘剂，通过向卸压钻孔注入JFC降尘剂大幅降低工作面回采时的煤尘浓度，改善了作业环境。

技术领域

本发明涉及采矿工程技术领域，尤其是一种冲击危险煤层工作面超前中深孔卸压与降尘一体化方法。

背景技术

随着对煤炭需求量的增大，煤矿开采范围逐渐扩大，越来越多的矿井逐步进入深部开采。而深部地质条件和力学环境相对复杂，在较高的地应力作用下，煤层冲击危险性增大，冲击地压灾害事故增多，危害程度愈发严重。针对具有冲击倾向性的煤层，按照有关冲击地压防治方法和相关规定的要求，需要对煤层提前进行卸压，以降低作用在煤层上应力集中程度或将高应力转移到深部，以降低采掘空间附近煤体的冲击危险性，从而保障采掘工作面的安全生产。在冲击危险煤层工作面布置超前钻孔进行卸压是预防冲击地压的有效方法之一。

在现有技术当中，冲击地压危险较高的煤层需要打大直径钻孔才能起到充分降低冲击危险的作用，但常规的大直径钻孔卸压由于钻孔设置间距较小且布置密集较大，极大地破坏了回采巷道表面围岩的完整性，导致巷道围岩变形破坏严重，锚杆支护在破碎围岩中，支护效果差，巷道维护困难。同时钻孔深度过浅也存在着有效卸压范围较小、卸压效果不理想等问题。

此外，在采煤工作面空间内也仍存在严重的煤尘污染问题，给工作面的安全生产和施工环境的影响较大。目前常采用煤层注水、工作面人工洒水、架间及转载点喷雾、采煤机内外喷雾等方法进行降尘。由于煤是孔隙裂隙双重介质，当水通过裂隙进入孔隙并吸附在孔隙的表面时，可以湿润软化煤体，降低煤体内原生煤尘的飞扬能力，有效地包裹煤体的每个细小部分，当煤体在开采中破碎时，避免了细粒煤尘飞扬，从而达到降尘效果。但是由于普通水的表面张力相对较高，即表面层里的水分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，因此细粒煤尘不易被水迅速、有效地湿润，致使用水降尘效果难以达到要求。因此通过向工作面超前中深卸压钻孔中注入降尘剂，可大幅降低工作面回采时的煤尘浓度，改善工作面作业环境。同时工作面超前中深钻孔可以一孔多用，减少钻孔施工工程量和费用。

发明内容

为了解决采煤工作面过冲击危险区域时钻孔布置密集、卸压有效影响范围小以及回采过程中煤尘污染的问题，本发明提供了一种冲击危险煤层工作面超前中深孔卸压与降尘一体化方法，具体技术方案如下。

一种冲击危险煤层工作面超前钻孔卸压与降尘一体化方法，其特征在于，步骤包括：

S1.通过在相近条件工作面顺槽前方进行矿山压力监测分析，从而确定超前支承压力的影响范围；

S2.采用钻机在采煤工作面两侧顺槽的巷帮施工深度为15-20m的中深卸压钻孔，其中卸压钻孔布置在超前支承压力影响范围以外，卸压钻孔间距为2-3m；

S3.待卸压钻孔钻进至设定深度后，利用扩孔钻头刀翼在钻孔的孔底进行旋转扩孔施工形成第一个卸压空间，钻孔与巷道走向垂直形成卸压的串联通道；

S4.沿着卸压的串联通道轴线依次进行扩孔施工，形成多个卸压空间，卸压空间之间的距离一般为2-5m；

S5.待中深卸压钻孔完全成孔后，下入注水封孔器对卸压钻孔进行封孔处理，将作业现场注水管路与封孔器连通,让封孔器完全插入钻孔内,在一定的压力下,封孔器胶管膨胀实现封孔；