[发明专利]一种煤巷掘进工作面前方煤体应力峰值位置动态测定方法

说明书

本发明属于煤矿安全技术领域，涉及一种煤巷掘进工作面前方煤体应力峰值位置动态测定方法，在底板巷中施工若干沿煤巷掘进方向均匀分布的抽采监测钻孔，各个抽采监测钻孔与煤巷开口距离依次记录为Lsubgt;n/subgt;；瓦斯抽采达标后，煤巷掘进工作面开始掘进，记录煤巷掘进进尺S，并监测各个抽采监测钻孔的瓦斯抽采浓度；当第n个抽采监测钻孔的瓦斯抽采浓度出现下降后又再次升高的拐点时，该抽采监测钻孔所在的位置即为煤巷掘进工作面前方煤体应力峰值位置，煤巷掘进工作面前方煤体应力峰值与煤巷掘进工作面之间的距离L＝Lsubgt;n/subgt;‑S；根据后续各抽采监测钻孔的瓦斯抽采浓度依次变化，即可判断随着煤巷掘进工作面不断掘进而变化的煤巷掘进工作面前方煤体应力峰值位置。

技术领域

本发明属于煤矿安全技术领域，涉及一种煤巷掘进工作面前方煤体应力峰值位置动态测定方法。

背景技术

煤与瓦斯突出事故的发生与应力场特征密切相关，在煤巷掘进过程中，掘进作业破坏了煤层的原始应力状态，使煤层中的应力重新分布，煤巷掘进工作面前方依次形成卸压区、应力集中区和原岩应力区。煤巷掘进过程中能否会发生煤与瓦斯突出与卸压区的长短密切相关。卸压区长，应力集中区与掘进工作面距离较大，则在卸压区内进行掘进，一般不会发生煤与瓦斯突出；当卸压区较短时，应力集中区与掘进工作面距离较小，同样进尺的掘进很容易将具有高应力、高压瓦斯的软煤暴露，导致煤与瓦斯突出。故通过测定煤巷掘进工作面前方煤体应力分布，能够有效的预测煤巷工作面煤与瓦斯突出危险性。

目前测定煤巷掘进工作面前方应力分布方法可以分为四类：钻孔参数类、应力监测类、理论计算类和数值模拟类，但是均无法实现对煤巷掘进工作面前方煤体应力分布的动态测定。众所周知，由于煤巷掘进工作面前方依次形成卸压区、应力集中区和原岩应力区，所以当煤巷掘进工作面前方煤体应力峰值位置与煤巷掘进工作面距离异常变短时，即应力集中区靠近掘进工作面，卸压区缩短，煤巷掘进工作面前方煤层煤与瓦斯突出危险性增大。所以如果能够提供一种动态测定煤巷掘进工作面前方煤体应力峰值位置的方法，就能够以此对煤巷工作面煤与瓦斯突出危险性进行动态预测。

所以目前急需一种能够动态掌握煤巷掘进工作面前方煤体应力分布，动态测定煤巷掘进工作面前方煤体应力峰值位置的方法，以达对煤巷工作面煤与瓦斯突出危险性进行预测的目的，保障煤巷安全快速掘进，为煤与瓦斯突出危险性预测提供一种新思路。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种煤巷掘进工作面前方煤体应力峰值位置动态测定方法，通过在位于煤巷下方的底板巷中施工若干沿煤巷掘进方向均匀分布的抽采监测钻孔，并监测各所述抽采监测钻孔的瓦斯抽采浓度变化，结合煤巷掘进工作面位置与各抽采监测钻孔位置关系，以实现动态测定煤巷掘进工作面前方煤体应力峰值位置，从而保障煤巷安全快速掘进，为煤与瓦斯突出危险性预测提供一种新思路。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种煤巷掘进工作面前方煤体应力峰值位置动态测定方法，包括以下步骤：

S1：在位于煤巷下方的底板巷中施工若干沿煤巷掘进方向均匀分布的抽采监测钻孔，将各个所述抽采监测钻孔与煤巷开口距离依次记录为L_n，n＝1，2，3……n；

S2：通过抽采监测钻孔对煤巷进行瓦斯预抽采，瓦斯抽采达标后，煤巷掘进工作面开始掘进，记录煤巷掘进进尺S，实时监测各个所述抽采监测钻孔的瓦斯抽采浓度；

S3：随着煤巷掘进工作面向前持续掘进，煤巷掘进工作面前方卸压区和应力集中区不断向前推移，针对第n个所述抽采监测钻孔全生命周期经历由原岩应力区进入应力集中区，之后进入卸压区，最终与煤巷掘进工作面相通；