CN106437712B - 煤矿周边城市强矿震减灾方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤矿周边城市强矿震减灾方法,包括在靠近城市区域停采线附近的煤层中,通过掘进泄压巷道建造人造空间,使采空区能量缓慢向人造空间释放;对没有发生沉降的采空区实施顶板爆破,使顶板大面积沉降形成一个缓冲带;对靠近城市边缘部位的关键震动岩层底部或该岩层之下的邻近层中,掘进一条缓冲巷道,进行巷道切顶,再后退式爆破断顶;在靠近城市区域的地面向地下打注水孔,孔深达到第四系风化带以下,通过向风化带以下的软岩层注水,使之软化,起到截流和减缓震动波强度的作用。通过上述措施,地压能量大幅度释放,使强矿震不会波及到临近城市,降低强矿震对地面建筑物造成的破坏性。

Description

煤矿周边城市强矿震减灾方法
技术领域
[0001] 本发明属于公共安全与采矿工程技术领域。
背景技术
[0002] 我国很多煤矿建于上个世纪30-60年代,很多城市是依托煤炭开发而逐步发展起 来的。随着煤炭资源大范围开采,目前大多进入深部开采,且资源储量正在慢慢枯竭,由于 矿山开采深度大、范围广、开采边界复杂多变,在某些区域因开采不充分而积聚高能量,特 别是积聚在坚硬、完整地层内的能量,随着时间推移,或者遭遇强扰动时,关键岩层出现大 面积失稳,发生本质意义上的矿震(类似地震),对临近城市造成破坏的危险。对于老矿井而 言,容易在一些己经停采的采区、矿井采空区中部等部位发生大能量矿震,这类矿震难以防 范,矿井进入衰老后期的治理无从下手,而且老矿井开采空间大,岩层扰动次数多范围大, 经多次反复运动岩层破坏,抗震动能力差。这种条件下矿震的治理不同于常规动力灾害,不 只是简单的保障开采期间安全,更重要的是必须考虑在采后保持长期地层平静,对城市不 再造成潜在的威胁。
发明内容
[0003] 本发明的目的是为了预防老矿井诱发的强矿震问题,提出一种煤矿周边城市强矿 震减灾方法,使采后地层保持长期平静,对城市不再造成潜在的威胁。
[0004] 为达到上述目的,本发明采取的技术方案是:
[0005] —种煤矿周边城市强矿震减灾方法,其特征在于,采取的措施如下:
[0006] 第一、在工作面开采到靠近城市区域的停采线时,利用煤矿井下现有巷道系统,在 停采线附近的煤层中,掘进两条卸压巷道,卸压巷道间距15-20m,卸压巷道平行于工作面停 采线方向掘进,面积一般在6_8m2,卸压巷道采用炮掘,简易支护,边监测、边卸压、边掘进, 直至贯穿煤层高应力区域,形成人造空间,使采空区能量缓慢向人造空间释放,将扰动应力 截流并向远离城市区域的其他区域传递;
[0007]第二、对采煤后顶板岩层没有发生沉降的采空区,在靠近城市方向部位,实施顶板 爆破,使顶板大面积沉降形成一个缓冲带;
[0008] 第三、利用煤矿井下现有巷道系统,对靠近城市边缘部位的关键震动岩层底部或 该岩层之下的邻近层中,掘进一条缓冲巷道,缓冲巷道掘成后,先对该巷道切顶,再后退式 爆破断顶;
[0009] 上述的切顶,是在缓冲巷道顶部打注水孔,孔深穿过关键震动岩层,通过注水孔对 顶部裂隙进行高压注水,使关键震动岩层与原岩体分离;
[0010] 上述的后退式爆破断顶,是有里向外在缓冲巷道顶部和两帮打断顶爆破孔,孔深 到达关键震动岩层厚度3/4以上,装药爆破后,缓冲巷道作为破碎岩石的碎张空间,使关键 震动岩层破坏、起到应力缓冲作用。
[0011] 第四、在靠近城市区域的地面向地下打注水孔,孔深达到第四系风化带以下,通过 向风化带以下的软岩层注水,使之软化,起到截流和减缓震动波强度的作用。
[0012]本发明的积极效果是:通过上述措施,地压能量大幅度释放,使强矿震不会波及到 临近城市,降低强矿震对地面建筑物造成的破坏性。
附图说明
[0013] 下面结合附图说明本发明的实施。
[0014] 图1是本发明的实施例的平面布置图示意图;
[0015] 图2是图1的A-A向示意图。
[0016] 图例说明,1-工作面,2-停采线,3-卸压巷道,4-缓冲巷道,5-地面注水孔,6-城市 区域,7-现有巷道系统,8-断顶爆破孔,9-注水孔,10-顶板爆破孔,11-地面建筑物,12-第四 系地层,13-风化带,14-软岩层,15-关键震动岩层,16-顶板岩层,17-煤层,18-采空区。
具体实施方式
[0017]如图1和图2所示,一种煤矿周边城市强矿震减灾方法,如下:
[0018] —、在工作面1开采到靠近城市区域6的停采线2时,利用煤矿井下现有巷道系统7, 在停采线2附近的煤层I7中,掘进两条卸压巷道3,卸压巷道3间距15-20m,巷道平行于工作 面停采线2方向掘进,面积一般在6-8m2,卸压巷道3采用炮掘,简易支护,边监测、边卸压、边 掘进,直至贯穿煤层高应力区域,形成人造空间,使采空区能量缓慢向人造空间释放,将扰 动应力截流并向远离城市区域6的其他区域传递。
[0019]二、对采煤后顶板岩层16没有发生沉降的采空区18,在靠近城市区域6方向部位, 钻顶板爆破孔1〇,实施顶板爆破,使顶板岩层16大面积沉降形成一个缓冲带。
[0020] 三、利用煤矿井下现有巷道系统7,对靠近城市区域6边缘部位的关键震动岩层15 底部(或该岩层之下的邻近层中),掘进一条缓冲巷道4,缓冲巷道4掘成后,先对该巷道切 顶,再后退式爆破断顶:
[0021]上述的切顶,是在缓冲巷道4顶部打注水孔9,孔深穿过关键震动岩层15,通过注水 孔9对顶部裂隙进行高压注水,使关键震动岩层15与原岩体分离;
[0022] 上述的后退式爆破断顶,是有里向外在缓冲巷道4顶部和两帮打断顶爆破孔8,孔 深到达关键震动岩层15厚度3/4以上,装药爆破后,缓冲巷道4作为破碎岩石的碎张空间,使 关键震动岩层15破坏、起到应力缓冲作用。
[0023] 四、在靠近城市区域6的地面向地下打地面注水孔5,孔深达到第四系地层12的风 化带13以下,通过向风化带13以下的软岩层14注水,使之软化,起到截流和减缓震动波强度 的作用。
[0024] 通过上述措施,地压能量大幅度释放,使强矿震不会波及到临近城市,降低强矿震 对地面建筑物11造成的破坏性。

Claims (1)

1. 一种煤矿周边城市强矿震减灾方法,其特征在于,采取的措施如下: 第一、在工作面开采到靠近城市区域的停采线时,利用煤矿井下现有巷道系统,在停采 线附近的煤层中,掘进两条卸压巷道,卸压巷道间距15-20m,卸压巷道平行于工作面停采线 方向掘进,面积在6_8m2,卸压巷道采用炮掘,简易支护,边监测、边卸压、边掘进,直至贯穿 煤层高应力区域,形成人造空间,使采空区能量缓慢向人造空间释放,将扰动应力截流并向 远离城市区域的其他区域传递; 第二、对采煤后顶板岩层没有发生沉降的采空区,在靠近城市方向部位,实施顶板爆 破,使顶板大面积沉降形成一个缓冲带; 第三、利用煤矿井下现有巷道系统,对靠近城市边缘部位的关键震动岩层底部或该岩 层之下的邻近层中,掘进一条缓冲巷道,缓冲巷道掘成后,先对该巷道切顶,再后退式爆破 断顶; 上述的切顶,是在缓冲巷道顶部打注水孔,孔深穿过关键震动岩层,通过注水孔对顶部 裂隙进行高压注水,使关键震动岩层与原岩体分离; 上述的后退式爆破断顶,是由里向外在缓冲巷道顶部和两帮打断顶爆破孔,孔深到达 关键震动岩层厚度3/4以上,装药爆破后,缓冲巷道作为破碎岩石的碎胀空间,使关键震动 岩层破坏、起到应力缓冲作用; 第四、在靠近城市区域的地面向地下打注水孔,孔深达到第四系风化带以下,通过向风 化带以下的软岩层注水,使之软化,起到截流和减缓震动波强度的作用。
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