CN110017140B - 防治煤柱压缩型冲击地压的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防治煤柱压缩型冲击地压的方法，涉及煤矿开采技术领域，主要目的在于能够降低煤柱内高应力集中程度，并能够降低甚至消除因为煤柱高应力造成的严重冲击地压隐患，且能够减小防冲工程量，降低防冲成本。所述方法包括：确定煤柱侧向高应力集中区；采用钻机在第一巷道沿第二巷道方向的煤柱内按预设俯角施工煤层卸压孔，直至煤层卸压孔穿透煤柱；将钻机的钻杆退至高应力集中区的起始点位置处，对煤层卸压孔进行边切割边退钻杆的操作，直至将钻杆退至所述高应力集中区的终止位置处，以对高应力集中区扩孔掏槽，在高应力集中区形成直径远大于煤层卸压孔的空洞，空洞用于释放所述煤柱的应力，起到阻止冲击地压发生的目的。

Description

防治煤柱压缩型冲击地压的方法

技术领域

本发明涉及煤矿开采技术领域，特别是涉及一种防治煤柱压缩型冲击地压的方法。

背景技术

煤柱压缩型冲击地压一般发生在巷道内，是由于巷道浅部围岩在高应力作用下积聚了大量压缩弹性能，在一定条件下以突然、急剧、猛烈的形式释放的动力现象，发生时能瞬间释放巨大能量，造成巷道大面积破坏甚至完全闭合。除此之外，还可能诱发更为严重的次生灾害，如瓦斯与煤尘爆炸、底板突水等，严重影响矿井生产与人员生命安全。

目前，通常通过在煤层中施工大量卸压孔的方式防治煤柱压缩型冲击地压。通过卸压孔的变形和破坏能够释放部分能量，同时，这种卸压方式还可以使高应力集中区向巷道深部煤体转移，从而提高巷道的抗冲击能力，起到阻止冲击地压发生的目的。但是，在煤层中施工大量卸压孔，不仅工程量大、投入高，而且受孔径小的限制，卸压范围较小且应力容易重新恢复，导致即使施工了大量的煤层卸压孔，但仍然无法从根本上消除冲击地压灾害。因此，提出一种新的防治煤柱压缩型冲击地压的方法是煤矿安全开采领域亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种防治煤柱压缩型冲击地压的新方法，主要目的在于能够降低煤柱内高应力集中程度，并能够显著降低甚至消除因为煤柱高应力造成的严重冲击地压隐患，且能够减小防冲工程量，降低防冲成本，提高防治效果。

本发明提供了防治煤柱压缩型冲击地压的方法，包括：

确定煤柱侧向高应力集中区；

采用钻机在所述煤柱的第一巷道中沿第二巷道方向的煤柱内按预设俯角施工煤层卸压孔，直至所述煤层卸压孔穿透所述煤柱；

将所述钻机的钻头退至所述高应力集中区的起始点位置处，对所述煤层卸压孔进行边切割边退钻杆的操作，直至将所述钻头退至所述高应力集中区的终止位置处，以对所述高应力集中区扩孔掏槽，在所述高应力集中区形成直径远大于所述煤层卸压孔的空洞，所述空洞用于释放所述煤柱的应力，起到阻止冲击地压发生的目的。

进一步地，所述对所述煤层卸压孔进行边切割边退钻杆的操作，直至将所述钻头退至所述高应力集中区的终止位置处，包括：

关闭所述钻机的高压水泵并向所述钻杆内投一钢球，重新开启所述高压水泵，并逐步加压至预设压力；

在所述高压水泵调整到所述预设压力后，利用安装所述钻头后方的旋转射流器喷出的高压水，对所述煤层卸压孔的周边煤体进行切割，并操作所述钻机按预设速度缓慢退钻杆；

由于第二巷道的标高小于第一巷道，切割下来的煤渣和喷出的水从退钻杆反方向排出至所述第二巷道，直至将所述钻头退至所述高应力集中区的终止位置处，关闭所述钻机的高压水泵。

进一步地，所述确定煤柱侧向高应力集中区，包括：

根据所述煤柱的煤柱宽度，确定钻屑孔深度，并按照所述钻屑孔深度在所述第二巷道内的特定位置施工预设数量的钻屑孔；

施工钻屑孔时，收集孔内排除的煤粉量，每钻进一米后，对这一米钻进过程中排出的煤粉量进行称重和记录；

剔除明显高于或低于其它钻屑孔在相同深度的异常煤粉量后，计算所有钻屑孔相同深度段的煤粉量的平均值，得到各深度段的单位煤粉量；

计算各深度段的单位煤粉量的平均值，得到平均单位煤粉量；

将单位煤粉量大于平均单位煤粉量的宽度范围，确定为所述煤柱高应力集中区。

进一步地，所述根据所述钻孔深度在所述第二巷道内的特定位置施工预设数量的钻屑孔，包括：

在所述第二巷道内的特定位置，沿所述第二巷道的煤柱帮平行煤层倾斜方向，按所述钻屑孔预设深度、间距、直径及孔口距离第二巷道底板的高度，施工预设数量的钻屑孔。

进一步地，所述采用钻机在所述煤柱的第一巷道中沿第二巷道方向的煤柱内按预设俯角施工煤层卸压孔之前，所述方法还包括：

沿所述第二巷道煤柱侧沿倾斜巷道轴线方向钻进一个测试孔，根据预设位置，在测试孔内进行旋转射流割缝，确定所述测试孔的切割半径，并根据所述切割半径，确定煤层卸压孔的间距。

进一步地，所述在所述高应力集中区形成直径远大于所述煤层卸压孔的空洞之后，所述方法还包括：

根据所述煤柱的煤柱长度和所述间距，确定所述煤柱需要施工的钻孔数量；

按照所述间距移动所述钻机及施工所需要的其他设备，重复所述施工煤层卸压孔和对所述高应力集中区扩孔掏槽的操作步骤，直到施工完所述钻孔数量的煤层卸压孔，在所述高应力集中区形成数量与所述钻孔数量相同的所述空洞。

进一步地，所述沿所述第二巷道煤柱侧沿倾斜巷道轴线方向钻进一个测试孔，根据预设位置，在测试孔内进行旋转射流割缝，确定所述测试孔的切割半径，包括：

所述沿所述第二巷道煤柱侧沿倾斜巷道轴线方向按预设倾角钻进一个测试孔，钻孔的半径与设计煤层卸压孔半径相同；

采用对煤层卸压孔进行切缝扩孔相同的泵压，在所述测试孔的指定深度内按预设时间进行切割试验，如果在预设时间内没有割透煤壁，需要将钻杆后退预设距离重新进行切割试验，确保割透煤壁，测量所述测试孔的切割总深度；

将所述预设倾角的正切值和所述切割位置距孔口距离的乘积，确定为所述测试孔切缝口到所述测试孔的钻孔轴线的法线距离；

将所述切割总深度和所述法线距离的差值，确定为所述测试孔的切割半径。

进一步地，所述在所述高应力集中区形成直径预设倍数于所述煤层卸压孔的空洞之后，所述方法还包括：

采用注浆或者填泡泥方式对所述煤层卸压孔的两端进行封孔处理。

本发明提供一种防治煤柱压缩型冲击地压的方法，能够确定煤柱侧向高应力集中区；并能够采用钻机在所述煤柱的第一巷道中沿第二巷道方向的煤柱内按预设俯角施工煤层卸压孔，直至所述煤层卸压孔穿透所述煤柱；与此同时，能够将所述钻机的钻杆退至所述高应力集中区的起始点位置处，对所述煤层卸压孔进行边切割边退钻杆的操作，直至将所述钻杆退至所述高应力集中区的终止位置处，以对所述高应力集中区扩孔掏槽，在所述高应力集中区形成直径远大于所述煤层卸压孔的空洞，所述空洞用于释放所述煤柱的应力，从根本上改善巷道煤柱内应力环境，使煤柱冲击致灾风险显著降低甚至完全消除，且能大大减小防冲工程量，降低防冲成本。并且对冲击地压防治技术及理念的进步具有重要意义，社会经济效益显著。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例提供的一种防治煤柱压缩型冲击地压的方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的防治煤柱压缩型冲击地压的方法中煤柱留设平面示意图；

图3为本发明实施例提供的防治煤柱压缩型冲击地压的方法中煤柱侧向支承压力分布示意图；

图4示出了本发明实施例提供的另一种防治煤柱压缩型冲击地压的方法的流程图；

图5示出了本发明实施例提供的煤粉量变化曲线示意图；

图6示出了本发明实施例提供的防治煤柱压缩型冲击地压的方法中的高速旋转射流器现场示意图；

图7示出了本发明实施例提供的一种防治煤柱压缩型冲击地压的方法中的切割半径测算示意图；

图8示出了本发明实施例提供的另一种防治煤柱压缩型冲击地压的方法中的切割半径测算示意图；

图9示出了本发明实施例提供的防治煤柱压缩型冲击地压的方法中的高压旋转射流图；

图10为本发明实施例提供的防治煤柱压缩型冲击地压的方法中的空洞卸压效果示意图；

图11示出了本发明实施例提供的另一种防治煤柱压缩型冲击地压的方法的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明实施例提供了一种防治煤柱压缩型冲击地压的方法，如图1所示，所述方法包括：

101、确定煤柱侧向高应力集中区。

其中，所述煤柱可以为在第一巷道和第二巷道之间形成的，如图2所示，工作面1为正在开采的工作面，工作面2是下一个需要开采的工作面，在巷道1和巷道2之间形成了一条煤柱。工作面1回采过程中，在采空区顶板压力作用下，煤柱内应力高，巷道2面临发生冲击地压的威胁，因此需要对煤柱进行卸压。所述高应力集中区为巷道侧向支承压力大于或者等于预设压力阈值的区域，所述预设压力阈值可以为巷道侧向支承压力的平均压力值，如图3所示，巷道2沿煤柱方向的应力分布情况依次为低应力区Ⅱ、高应力区Ⅱ、应力平衡区。高应力区Ⅱ的为支承压力大于或者等于预设压力阈值的区域，因此，所述高应力区Ⅱ可以为需要确定的高应力集中区，具体可以为需要扩孔掏槽的区域。

需要说明的是，所述巷道侧向支承压力可以通过煤层区域的煤粉量反映，所述高应力集中区可以为单位煤粉量大于平均单位煤粉量的深度区域，本发明实施例可以通过钻屑法计算不同深度区域的单位煤粉量，以及不同深度区域的平均单位煤粉量。

102、采用钻机在所述煤柱的第一巷道中沿第二巷道方向的煤柱内按预设俯角施工煤层卸压孔，直至所述煤层卸压孔穿透所述煤柱。

对于本发明实施例，所述钻机可以为矿用坑道钻机，所述预设俯角可以根据实际经验确定的，预例如，所述预设俯角可以为5°、10°等，所述煤层卸压钻的直径可以不小于150mm，孔底距离第二巷道底板的高度可以不小于200mm。所述预设俯角的选取以保证钻孔穿过煤柱后，孔底距巷道底板的高度不小于200mm为标准。在具体实例场景中，所述步骤102具体可以为：在所述煤柱的巷道1中，采用钻机在采空区前方100m以外，按水平或一定角度向下施工直径不小于150mm的煤层卸压孔，直至所述煤层卸压孔穿透所述煤柱，所述煤层卸压孔的孔底距离第二巷道底板的高度不小于200mm。

103、将所述钻机的钻头退至所述高应力集中区的起始点位置处，对所述煤层卸压孔进行边切割边退钻杆的操作，直至将所述钻头退至所述高应力集中区的终止位置处，以对所述高应力集中区扩孔掏槽，在所述高应力集中区形成直径远大于所述煤层卸压孔的空洞，所述空洞用于释放所述煤柱的应力，起到阻止冲击地压发生的目的。

本发明实施例提供的一种防治煤柱压缩型冲击地压的方法，能够确定煤柱侧向高应力集中区；并能够采用钻机在所述煤柱的第一巷道中沿第二巷道方向的煤柱内按预设俯角施工煤层卸压孔，直至所述煤层卸压孔穿透所述煤柱；与此同时，能够将所述钻机的钻头退至所述高应力集中区的起始点位置处，对所述煤层卸压孔进行边切割边退钻杆的操作，直至将所述钻头退至所述高应力集中区的终止位置处，以对所述高应力集中区扩孔掏槽，在所述高应力集中区形成直径远大于所述煤层卸压孔的空洞，所述空洞用于释放所述煤柱的应力，使得煤柱应力得以释放，从根本上改善巷道煤柱内应力环境，使煤柱冲击致灾风险显著降低甚至完全消除，且能大大减小防冲工程量，降低防冲成本。并且对冲击地压防治技术及理念的进步具有重要意义，社会经济效益显著。

进一步的，为了更好的说明上述防治煤柱压缩型冲击地压的方法的过程，作为对上述实施例的细化和扩展，本发明实施例提供了另一种防治煤柱压缩型冲击地压的方法，如图4所示，但不限于此，具体如下所示：

201、确定煤柱侧向高应力集中区。

对于本发明实施例，所述步骤201具体可以包括：根据所述煤柱的煤柱宽度，确定钻屑孔深度，并按照所述钻屑孔深度在所述第二巷道内的特定位置施工预设数量的钻屑孔；施工钻屑孔时，收集孔内排除的煤粉量，每钻进一米后，对这一米钻进过程中排出的煤粉量进行称重和记录；剔除明显高于或低于其它钻屑孔在相同深度的异常煤粉量后，计算所有钻屑孔相同深度段的煤粉量的平均值，得到各深度段的单位煤粉量；计算各深度段的单位煤粉量，得到平均单位煤粉量；将单位煤粉量大于平均单位煤粉量的宽度范围，确定为所述煤柱高应力集中区。所述单位煤粉量大于平均单位煤粉量对应的区域可以为：巷道侧向支承压力大于巷道侧向平均支承压力的显著影响区域。如图5所示，不同深度的单位煤粉量变化曲线，在曲线中单位煤粉量超过平均单位煤粉量的宽度区域即为巷道煤柱侧向高应力区。A点为侧向高应力起始位置，B点为侧向高应力终止位置。

需要说明的是，所述根据所述钻孔深度在所述第二巷道内的特定位置施工预设数量的钻屑孔的步骤具体可以包括：在所述第二巷道内的特定位置，沿所述第二巷道的上帮平行煤层方向，按所述预设钻孔深度、间距、直径及孔口距离第二巷道底板的高度，施工预设数量的钻屑孔。其中，所述根据所述煤柱的煤柱宽度，确定钻孔深度的具体过程可以为：当煤柱宽度小于40m时，钻孔深度取煤柱宽度的一半，当煤柱宽度大于40m时，钻孔深度为20m。所述特定位置、所述预设数量、预设钻孔间距、预设钻孔直径及孔口距离第二巷道底板的高度、可以为根据实际经验确定的，例如，所述特定位置可以为巷道壁比较平整，变形量小的位置。所述预设钻孔间距可以为5m，所述预设钻孔直径可以为42mm，所述预设数量为10个，所述预设距离范围可以1.0～1.2m。具体地，可以在第二巷道的巷道壁比较平整，变形量小的位置施工10个钻屑孔，所述钻屑孔的钻屑孔间距5m，钻孔直径42mm，孔口距巷道底板1.0～1.2m，沿巷道上帮按设计深度平行煤层倾向施工。

202、沿所述第二巷道侧沿倾斜巷道轴线方向切割一个测试孔，确定所述测试孔的切割半径，并根据所述切割半径，确定煤层卸压孔的间隔。

对于本发明实施例，为了在所述煤柱上形成一条卸压保护带，进一步降低所述煤柱的应力，可以在所述煤柱上施工多个煤层卸压孔，通过所述步骤202可以确定所述煤柱上能够施工的煤层卸压孔数量，并能够获知移动钻机的距离。所述煤层卸压孔的间隔可以不限于在施工完一个煤层卸压孔之后再确定，还可以在确定需要扩孔掏槽的煤柱侧向高应力集中区时确定。

对于本发明实施例，如图6、图7和图8所示，所述沿所述第二巷道侧沿倾斜巷道轴线方向切割一个测试孔，确定所述测试孔的切割半径的步骤具体可以包括：所述沿所述第二巷道煤柱侧沿倾斜巷道轴线方向钻进一个测试孔，钻孔轴线与巷道轴线夹角为φ，钻孔的半径与设计煤层卸压孔半径相同；采用对煤层卸压孔进行切缝扩孔相同的泵压，在所述测试孔的指定深度内进行切割试验，如果在预设的时间内没有割透煤壁，需要将钻杆后退预设距离重新进行切割试验，确保割透煤壁，可以通过卷尺测量所述测试孔的切割总深度L。将所述倾角φ的正切值和所述切割位置C的乘积，确定为所述第二巷道的切缝口到所述测试孔的钻孔轴线的法线距离D；将所述切割总深度L和所述法线距离D的差值，确定为所述测试孔的切割半径R。采用高压旋转射流器对测试孔孔壁进行切缝试验时，可以在距孔口距离为C＝1.5m处进行射流测试，射流压力按预设值，射流时间为5分钟，如果5分钟内不能穿透煤壁，则后退0.5m再次进行射流，以确保射透煤壁为标准，得到的测试孔的孔长可以为不小于5m，测试孔与孔壁夹角可以为30°，具体地，所述测试孔可以根据实际需求确定。

对于本发明实施例，所述根据所述切割半径，确定煤层卸压孔的间距的步骤具体可以包括：将所述切割半径的2倍，作为煤层卸压孔的间距。

203、采用钻机在所述煤柱的第一巷道中沿第二巷道方向的煤柱内按预设俯角施工煤层卸压孔，直至所述煤层卸压孔穿透所述煤柱。

对于本发明实施例，所述步骤203具体可以包括：采用钻机、高压水泵及安装有旋转射流器和钻头的高压密封钻杆在所述煤柱的第一巷道中沿第二巷道方向的煤柱内按预设俯角施工煤层卸压孔，直至所述煤层卸压孔穿透所述煤柱。所述钻机可以矿用坑道钻机，所述旋转射流器可以安装在所述钻机的钻头后方，所述高压密封钻杆对应的耐压强度可以不小于80Mpa。

204、将所述钻机的钻头退至所述高应力集中区的起始点位置处，关闭所述钻机的高压水泵并向所述钻杆内投一钢球，重新开启所述高压水泵，并逐步加压至预设压力。

对于本发明实施例，通过向所述钻杆内投一钢球，能够堵住钻头前方的出水孔，使位于钻头后方的射流器高速旋转并从侧向的三个喷嘴中喷出高压水。所述预设压力可以根据实际经验确定，本发明实施例在此不做限定。

205、在所述高压水泵调整到所述预设压力后，操作所述钻机缓慢退钻杆。

在具体应用场景中，在所述高压水泵调整到所述预设压力后，所述钻机退钻杆的操作按预设速度缓慢进行，预设速度根据经验确定，本发明实施例在此不做限定。

206、由于第二巷道的标高小于第一巷道，切割下来的煤渣和喷出的水从退钻杆反方向排出至所述第二巷道，直至将所述钻杆退至所述高应力集中区的终止位置处，关闭所述钻机的高压水泵，在所述高应力集中区形成直径远大于所述煤层卸压孔的空洞，所述空洞用于释放所述煤柱的应力，起到阻止冲击地压发生的目的。

对于本发明实施例，如图9所示，通过按一定俯角钻透煤柱的方式，可以将切割下来的煤渣和喷出的水从退钻杆反方向排出至所述第二巷道，能够避免煤块或者煤渣卡死钻杆，能够保证扩孔掏槽工艺顺利完成，最终在所述高应力集中区形成直径远大于所述煤层卸压孔的空洞。

对于本发明实施例，为了避免钻孔导通煤柱后造成瓦斯、发火等安全隐患，同时有助于减小煤层大直径卸压对巷道锚杆锚索支护的破坏，所述步骤206之后，所述方法还可以包括：采用注浆或者填泡泥方式对所述煤层卸压孔的两端进行封孔处理。其中，封孔长度可以不小于3m，封孔要实，避免出现漏风现象。

207、根据所述煤柱的煤柱长度和所述间距，确定所述煤柱需要施工的钻孔数量。

对于本发明实施例，所述步骤207具体可以包括：将所述煤柱的煤柱长度和所述间距的商，确定为所述煤柱需要施工的钻孔数量。

208、按照所述间距移动所述钻机及施工所需要的其他设备，重复所述施工煤层卸压孔和对所述高应力集中区扩孔掏槽的操作步骤，直到施工完所述钻孔数量的煤层卸压孔，在所述高应力集中区形成数量与所述钻孔数量相同的所述空洞。

对于本发明实施例，通过在所述高应力集中区形成数量与所述钻孔数量相同的所述空洞，能够在所述煤柱上形成一条卸压保护带，进一步降低所述煤柱的应力，如图10所示，通过水力扩孔掏槽，可以使原始条件下的煤柱高应力区域形成巨大的人造空洞，从而给煤柱压力释放提供足够的空间，可显著降低煤柱高应力区的应力集中程度，从而大大降低煤柱高应力集中程度，从根本上消除煤柱冲击地压的发生条件。

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清晰，本发明实施例提供的一种防治煤柱压缩型冲击地压的方法，可以参考图11所示，包括如下步骤：

确定巷道煤柱扩孔掏槽范围：将巷道煤柱侧向高应力集中区作为需要扩孔掏槽范围。

确定切割半径：沿巷道煤柱侧沿倾斜巷道轴线方向施工一切割测试孔，在钻孔某一深度内进行切割试验，测得切割深度，根据切割深度可以计算出切割半径。

确定钻孔间距：可以将切割半径的2倍作为煤层卸压孔的间距。

施工煤层卸压孔直至穿透煤柱：施工煤层卸压孔，采用带旋转射流器的钻头配合高压密封钻杆，在巷道1中沿巷道2方向的煤柱内按一定俯角施工煤层卸压孔，直至钻孔穿透整个煤柱。

旋转射流扩孔掏槽：退钻杆至钻头位于设计扩孔的起始点位置，关闭高压水泵并向钻杆内投一钢球，然后重新开启高压泵并逐步加压至设计压力。边切割边按预设速度缓慢退杆，切割下来的煤渣和水一起从退杆反方向排出。直至钻头退至设计扩孔终止位置后关闭高压泵，退出所有钻杆，此时煤柱侧向高应力区域便形成了一个直径远大于常规卸压孔的巨型人造空洞。所述的扩孔的起始点位置为侧向高应力起始位置。所述的扩孔的终止点位置为侧向高应力终止位置。

封孔：采用注浆封孔或炮泥进行封孔，封孔长度不小于3m，封孔要实，不能出现漏风现象。

施工下一钻孔：移动钻机至下一个作业地点，完成钻孔和割缝工序，如此循环，可使整个巷道煤柱高应力区形成一条卸压保护带，从而大大降低煤柱高应力集中程度，从根本上消除煤柱冲击地压的发生条件。

Claims (4)

1.一种防治煤柱压缩型冲击地压的方法，其特征在于，包括：

确定煤柱侧向高应力集中区；

采用钻机、高压水泵及安装有旋转射流器的高压密封钻杆在所述煤柱的第一巷道中沿第二巷道方向的煤柱内按预设俯角施工煤层卸压孔，直至所述煤层卸压孔穿透所述煤柱；所述采用钻机在所述煤柱的第一巷道中沿第二巷道方向的煤柱内按预设俯角施工煤层卸压孔之前，所述方法还包括：

沿所述第二巷道煤柱侧沿倾斜巷道轴线方向钻进一个测试孔，根据预设位置，在测试孔内进行旋转射流割缝，确定所述测试孔的切割半径，并根据所述切割半径，确定煤层卸压孔的间距；

所述沿所述第二巷道煤柱侧沿倾斜巷道轴线方向钻进一个测试孔，根据预设位置，在测试孔内进行旋转射流割缝，确定所述测试孔的切割半径，包括：

所述沿所述第二巷道煤柱侧沿倾斜巷道轴线方向按预设倾角钻进一个测试孔，钻孔的半径与设计煤层卸压孔半径相同；

采用对煤层卸压孔进行切缝扩孔相同的泵压，在所述测试孔的指定深度内按预设时间进行切割试验，如果在预设时间内没有割透煤壁，需要将钻杆后退预设距离重新进行切割试验，确保割透煤壁，测量所述测试孔的切割总深度；

将所述预设倾角的正切值和切割位置距孔口距离的乘积，确定为所述测试孔切缝口到所述测试孔的钻孔轴线的法线距离；

将所述切割总深度和所述法线距离的差值，确定为所述测试孔的切割半径；

将所述钻机的钻头退至所述高应力集中区的起始点位置处，对所述煤层卸压孔进行边切割边退钻杆的操作，直至将所述钻头退至所述高应力集中区的终止位置处，以对所述高应力集中区扩孔掏槽，在所述高应力集中区形成直径远大于所述煤层卸压孔的空洞，所述空洞用于释放所述煤柱的应力，起到阻止冲击地压发生的目的。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述煤层卸压孔进行边切割边退钻杆的操作，直至将所述钻杆退至所述高应力集中区的终止位置处，包括：

关闭所述钻机的高压水泵并向所述钻杆内投一钢球，重新开启所述高压水泵，并逐步加压至预设压力；

在所述高压水泵调整到所述预设压力后，利用安装所述钻头后方的旋转射流器喷出的高压水，对所述煤层卸压孔的周边煤体进行快速切割，并操作所述钻机缓慢退钻杆；

由于第二巷道的标高小于第一巷道，切割下来的煤渣和喷出的水从退钻杆反方向排出至所述第二巷道，直至将所述钻杆退至所述高应力集中区的终止位置处，关闭所述钻机的高压水泵。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定煤柱侧向高应力集中区，包括：

根据所述煤柱的煤柱宽度，确定钻屑孔的深度，并按照所述钻屑孔的深度在所述第二巷道内的特定位置，以预设钻孔间距、直径及孔口距离第二巷道底板的高度，施工平行于煤层倾向方向的预设数量的钻屑孔；

施工钻屑孔时，收集孔内排出的煤粉量，每钻进一米后，对这一米钻进过程中排出的煤粉量进行称重和记录；

剔除高于或低于其它钻屑孔在相同深度的异常煤粉量后，计算所有钻屑孔相同深度段的煤粉量的平均值，得到各深度段的单位煤粉量；

计算各深度段的单位煤粉量的平均值，得到平均单位煤粉量；

将单位煤粉量大于平均单位煤粉量的宽度范围，确定为所述煤柱高应力集中区。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述高应力集中区形成直径远大于所述煤层卸压孔的空洞之后，所述方法还包括：

根据所述煤柱的煤柱长度和所述间距，确定所述煤柱需要施工的钻孔数量；

按照所述间距移动所述钻机及施工所需要的其他设备，重复所述施工煤层卸压孔和对所述高应力集中区扩孔掏槽的操作步骤，直到施工完所述钻孔数量的煤层卸压孔，在所述高应力集中区形成数量与所述钻孔数量相同的所述空洞。

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