[发明专利]一种基于电脉冲的煤柱型冲击地压防治方法

权利要求书

1.一种基于电脉冲的煤柱型冲击地压防治方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在工作面的邻近采空区的回采巷道设置应力在线监测站，对煤柱应力进行实时在线监测，根据类比法和已有的冲击地压显现的垂直应力监测数据，综合确定冲击地压预警指标；

步骤2：在工作面邻近采空区的回采巷道，向邻近采空区顶板未垮落的岩层打孔，采用水力压裂方法，切断采空区一侧悬露的顶板；

步骤3：在工作面邻近采空区的回采巷道，向煤柱内打孔，注入具有改性作用的电解质溶液；

步骤4：采用电脉冲技术对煤柱进行弱化，完成整个煤柱的预裂。

2.根据权利要求1所述的一种基于电脉冲的煤柱型冲击地压防治方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：

步骤1.1：在工作面的邻近采空区的回采巷道，每隔30-50m设置一个应力在线监测站，每个应力监测站包含若干个应力监测点，对不同深度的煤柱应力进行实时在线监测；应力监测点从巷道表面5m开始，每隔5m设置一个；

步骤1.2：监测站布置完成后，对煤柱的垂直应力进行实时在线监测；

步骤1.3：根据垂直应力和垂直应力变化率两项指标综合判别监测点冲击危险性，只要其中一项指标满足判别条件则判断有冲击危险；两项预警指标的数值根据类比法和已有的冲击地压显现的垂直应力监测数据综合确定，其中垂直应力变化率Δσ计算过程如下：

式中，Δσ为垂直应力变化率，σ₁为t₁时刻监测点的垂直应力值，σ₂为t₂时刻监测点的垂直应力值，Δt为时间间隔t₂-t₁；

步骤1.4：根据监测得到的垂直应力大小和垂直应力变化率两项指标，对冲击危险进行评估；若监测的两项指标均小于冲击地压的预警值时，不采取措施；若监测的垂直应力大小和垂直应力变化率有一项指标达到冲击地压的应力预警值时，采取步骤2；若采取步骤2后，监测的垂直应力大小和垂直应力变化率有一项指标仍达到冲击地压的应力预警值时，采取步骤3；若采取步骤3后，监测的垂直应力大小和垂直应力变化率有一项指标仍达到冲击地压的应力预警值时，采取步骤4。

3.根据权利要求1所述的一种基于电脉冲的煤柱型冲击地压防治方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：

步骤2.1：通过计算或地球物理探测方法得到采空区垮落带高度，结合煤柱区域钻孔柱状图，确定垮落高度范围内顶板岩层中厚度大于10m的坚硬岩层，该厚硬岩层控制采空区侧的顶板悬露情况；

步骤2.2：在邻近采空区的回采巷道内，利用安装钻头的钻机倾斜向邻近采空区厚硬顶板方向施工钻孔，钻孔终孔位于厚硬岩层与采空区边界的交点位置，钻孔直径设定为45-90mm，钻孔间距设定为15-30m；

步骤2.3：钻孔内设置两个开槽点，分别在终孔位置和距终孔4-8m位置；

步骤2.4：当钻孔钻进至第1个开槽点时，将钻头换成开槽钻头，将带有开槽钻头的钻杆送入孔底，启动钻机施工定向水力压裂的楔形槽，完成第1个开槽点的开槽工作；

步骤2.5：退出钻头，将垮式钻孔封隔器和注水管推进至第1个开槽位置，利用手动泵为封隔器加压使胶筒膨胀封孔，将高压泵与注水管连接，开启高压泵直至第1个开槽位置压裂完成；

步骤2.6：重复步骤2.4-2.5，完成第2个开槽点的开槽和压裂工作。