CN109519221B - 一种冲击地压危险区域煤层底板断裂注水方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冲击地压危险区域煤层底板断裂注水方法，有效解决对留有底煤的巷道底板进行爆破断裂、对经爆破断裂的巷道底板插管注水，防止事故灾害，保证煤矿生产安全的问题，方法是，确定采掘工作面巷道底煤留设厚度，采取底板卸压，实施底板爆破断裂和底板插管注水；根据掘进工作面弱冲击危险区段综掘时滞后迎头距离、含煤矸互层的巷道底煤厚度对确定的爆破断裂的底板钻孔，巷道底板上沿巷道走向，相间开交替打卸压爆破孔和注水孔；在钻孔中插管注水；含水量与煤的冲击倾向性的关系，通过测量仪根据煤层冲击倾向性强度弱化的情况，确定含水率增量。本发明方法新颖独特，易操作使用，工作效率高，使用效果好，防止事故发生，保证煤矿安全生产。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿安全生产，特别是一种冲击地压危险区域煤层底板断裂注水方法。
背景技术
目前为止，我国发生冲击地压的矿井超过140处，遍布17个产煤省市和自治区，是威胁煤矿安全生产的主要灾害之一，其中，煤巷以底板型冲击形式出现的占多数。冲击地压危险区域煤层底板断裂注水是防止灾害的重要技术手段，但由于种种原因，现有技术对留有底煤的巷道进行底板断裂、插管注水软化、防治冲击地压的效果并不尽人意，因此对冲击地压危险区域煤层底板断裂注水方法上的改进和创新势在必行。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种冲击地压危险区域煤层底板断裂注水方法，可有效解决对留有底煤的巷道底板进行爆破断裂、对经爆破断裂的巷道底板（有底煤）插管注水，防止事故灾害，保证煤矿生产安全的问题。
本发明解决的技术方案是，一种冲击地压危险区域煤层底板断裂注水方法，包括以下步骤：
（1）、确定采掘工作面巷道底煤留设厚度，采取底板卸压，实施底板爆破断裂和底板插管注水；
（2）、根据掘进工作面弱冲击危险区段综掘时滞后迎头距离、含煤矸互层的巷道底煤厚度对确定的爆破断裂的底板钻孔，巷道底板上沿巷道走向，相间开交替打卸压爆破孔和注水孔，相邻卸压爆破孔和注水孔的间距为1m；
（3）、插管注水：在钻孔中插管注水；
（4）、检测含水率增量：含水量与煤的冲击倾向性的关系，根据煤种而异，通过测量仪根据煤层冲击倾向性强度弱化的情况，确定含水率增量。
本发明方法新颖独特，易操作使用，工作效率高，使用效果好，可有效用于冲击地压危险区域煤层底板断裂注水，有效解决了对留有底煤的巷道底板进行爆破断裂、对经爆破断裂的巷道底板（有底煤）插管注水，防止事故发生，保证煤矿安全生产，经济和社会效益巨大。
附图说明
图1为本发明的巷道底板（煤）插管注水示意图。
具体实施方式
以下结合具体情况对本发明的具体实施方式作详细说明。
本发明在具体实施中，一种冲击地压危险区域煤层底板断裂注水方法，包括以下步骤：
（1）、确定采掘工作面巷道底煤留设厚度：
当采掘工作面巷道底煤留设厚度超过1m（即厚底煤段）或由顶板岩层进入煤层的穿层巷道底板与煤层间夹持的岩层厚度小于3m时，采取底板卸压，实施底板爆破断裂和底板插管注水；
（2）、钻孔：
对确定的爆破断裂的底板钻孔，方法是：巷道底板上沿巷道走向，相间开交替打卸压爆破孔和注水孔，相邻卸压爆破孔和注水孔的间距为1m；
①掘进工作面弱冲击危险区段综掘时滞后迎头距离不大于40m，炮掘时滞后迎头距离不大于15m的弱冲击危险区段断底布孔注水；中等及强冲击危险区滞后迎头不大于7m的中等及强冲击危险区段断底布孔注水；回采工作面超前实施不小于300m的回采工作面断底布孔注水；
②当含煤矸互层的巷道底煤厚度1.0＜d≤4.0m时，在巷道两帮脚实施断底，钻孔方位垂直巷帮，倾角向下45°，孔径75mm，孔间距1m，采用“隔一爆一”，为保证断裂效果，爆破孔每孔装药量为2kg，没有进行爆破的孔插管注水，孔深接触底板岩层为止；
③当含煤矸互层的巷道底煤厚度＞4m时，除巷帮底角实施断底外，每隔20m，沿巷道横断面施工3～4个底板爆破孔，孔径75mm,间距1～1.5m，钻孔倾角45°～90°，孔深6＜h≤10m，第一个断底孔布置在距巷帮1.0m的位置，横断面爆破孔掘进工作面距迎头最大距离不超过30m，回采工作面超前300m；
（3）、插管注水：
①插管：当孔深大于2.5m时，插管长度为2.5m；当孔深不大于2.5m时，插管插至孔底；
②注水：将插管后的注水钻孔连接上清水管进行静压注水，首次注水时间为埋入胶管后24小时内，注水量以胶管内水不再下渗为止，以后每3天注水一次（若孔内渗水较快，应缩短注水周期，保证孔内始终有水，达到充分湿润煤体的目的）；对于施工过程中孔内出水的钻孔则不再注水，但要插管； 注水周期根据各矿实际注水情况自行界定。
（4）、检测含水率增量：含水量与煤的冲击倾向性的关系，根据煤种而异，通过测量仪根据煤层冲击倾向性强度弱化的情况，确定含水率增量；没有测定时，注水直到胶管内水不再下渗为止，或煤层（体）原始含水率低于5%时，增量不低于3%；煤层（体）原始含水率高于6%时，增量不得低于2%。
为了保证使用效果和使用方便，所述的插管注水由图1所示，其注水设备是，在巷道底煤2的巷道底板1上打孔，在孔中插入注水胶管4，注水胶管4经固定法兰3固定在巷道底板上，注水胶管的上口部有胶管防护盖5，使用时，打开胶管防护盖，注水胶管的进水口与注水管道相连通。
本发明方法新颖独特，易操作使用，成本低，生产效率高，使用安全，实地应用和试验，效果非常好，在实验中，据统计计算：按每千米为统计基数，煤矿岩巷掘进成本3.75万元/m（1000m巷道掘进成本为3750万元）,煤巷掘进成本3.1万元/m（1000m巷道掘进成本为3100万元），同时煤巷更利于巷道修护和回采作业，且修护及回采成本相对较低。因此，包括冲击地压矿井在内的采煤工作面多采取煤巷掘进，因煤层赋存结构不可避免的会在部分巷段留有底煤，容易形成底板型冲击。而冲击地压危险区域煤层底板断裂注水技术技术每千米实施成本为：〔1000（巷帮纵向爆破孔）+50×4（巷中横向爆破孔）〕×2kg（每孔装药量）×〔16元/kg（炸药单价）+2.3元/发（雷管单价）〕×1.15（人工、放炮线等投入浮动系数）=50508元；就冲击地压防治而言，相对于岩巷布置巷道，布置煤巷并采取该技术进行冲击地压防治每千米巷道能节约投入：3750-3100-5.05=644.95万元。推而广之，经济效益是非常巨大的，而且通过本发明的实施，有效避免冲击地压灾害发生，保证煤矿安全生产，提高煤矿生产效率30%以上，有巨大的经济效益和社会效益。
Claims (2)
1.一种冲击地压危险区域煤层底板断裂注水方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、确定采掘工作面巷道底煤留设厚度：
当采掘工作面巷道底煤留设厚度超过1m或由顶板岩层进入煤层的穿层巷道底板与煤层间夹持的岩层厚度小于3m时，采取底板卸压，实施底板爆破断裂和底板插管注水；
（2）、钻孔：
对确定的爆破断裂的底板钻孔，方法是：巷道底板上沿巷道走向，相间开交替打卸压爆破孔和注水孔，相邻卸压爆破孔和注水孔的间距为1m；
①掘进工作面弱冲击危险区段综掘时滞后迎头距离不大于40m，炮掘时滞后迎头距离不大于15m的弱冲击危险区段断底布孔注水；中等及强冲击危险区滞后迎头不大于7m的中等及强冲击危险区段断底布孔注水；回采工作面超前实施不小于300m的回采工作面断底布孔注水；
②当含煤矸互层的巷道底煤厚度1.0＜d≤4.0m时，在巷道两帮脚实施断底，钻孔方位垂直巷帮，倾角向下45°，孔径75mm，孔间距1m，采用“隔一爆一”，为保证断裂效果，爆破孔每孔装药量为2kg，没有进行爆破的孔插管注水，孔深接触底板岩层为止；
③当含煤矸互层的巷道底煤厚度＞4m时，除巷帮底角实施断底外，每隔20m，沿巷道横断面施工3～4个底板爆破孔，孔径75mm,间距1～1.5m，钻孔倾角45°～90°，孔深6＜h≤10m，第一个断底孔布置在距巷帮1.0m的位置，横断面爆破孔掘进工作面距迎头最大距离不超过30m，回采工作面超前300m；
（3）、插管注水：
①插管：当孔深大于2.5m时，插管长度为2.5m；当孔深不大于2.5m时，插管插至孔底；
②注水：将插管后的注水钻孔连接上清水管进行静压注水，首次注水时间为埋入胶管后24小时内，注水量以胶管内水不再下渗为止，以后每3天注水一次，若孔内渗水较快，应缩短注水周期，保证孔内始终有水，达到充分湿润煤体的目的；对于施工过程中孔内出水的钻孔则不再注水，但要插管； 注水周期根据各矿实际注水情况自行界定；
（4）、检测含水率增量：含水量与煤的冲击倾向性的关系，根据煤种而异，通过测量仪根据煤层冲击倾向性强度弱化的情况，确定含水率增量；没有测定时，注水直到胶管内水不再下渗为止，或煤层原始含水率低于5%时，增量不低于3%；煤层原始含水率高于6%时，增量不得低于2%。
2.根据权利要求1所述的冲击地压危险区域煤层底板断裂注水方法，其特征在于，所述的插管注水是采用注水设备，注水设备是，在巷道底煤（2）的巷道底板（1）上打孔，在孔中插入注水胶管（4），注水胶管（4）经固定法兰（3）固定在巷道底板上，注水胶管的上口部有胶管防护盖（5），使用时，打开胶管防护盖，注水胶管的进水口与注水管道相连通。
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