CN112483180A - 窗口介入法判断侧向大采空顶板结构型冲击危险性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种窗口介入法判断侧向大采空顶板结构型冲击危险性的方法，包括如下步骤：步骤一、冲击地压区域危险性的确定；步骤二、人为窗口介入技术；步骤三、窗口内爆破扰动判断冲击危险性。通过对大采空、大结构采场的分析、研判、实际观测，确定相邻采场冲击危险范围；采取人为窗口介入技术，即在大采空影响范围内的区域内，利用现有巷道，再掘进背离大采空区域的多条窗口巷道，通过多点局部扰动技术，研判矿震诱发冲击的范围，对冲击危害起到有效防护作用；通过连续观测多个物理量，包括应力、位移、压力，结合动力显现（微震等），以多个物理量中最大者作为危险范围，量化确定冲击危险、灾害防护范围。

Description

窗口介入法判断侧向大采空顶板结构型冲击危险性的方法

技术领域

本发明属于煤矿开采技术领域，具体为一种窗口介入法判断侧向大采空顶板结构型冲击危险性的方法。

背景技术

冲击地压（矿震）是煤矿最严重的灾害之一，呈现日趋严重的发展趋势。我国深部矿井地质开采条件复杂多变，越到深部地质开采因素越起到决定作用，影响冲击地压的因素包括构造、埋深、顶板、煤层硬度、开采因素等，其中大采空区、大顶板结构失稳诱发的冲击地压占据较大比重，且破坏范围、强度、严重性达到空前的程度。如何解决结构顶板运动诱发的冲击地压，是现在与未来深部煤矿（特别是深部老矿井）面临的重大技术难题。这种由矿震诱发冲击地压采取常规的煤层注水、强支护、煤层强卸压、断顶、断底等措施，很难达到完全控制的程度。随着开采深度增加、地质条件的复杂性增加、开采范围增大，常规预测很难获取符合实际的量化信息。因此大埋深、大采空、大结构顶板条件下的矿震诱发冲击地压预测与控制是急需解决的重大课题。

目前，该条件下冲击地压危险性预测跟一般工作面基本一致，主要包括微震、钻屑法、电磁辐射、应力在线、常规矿压观测等，由于矿震诱发冲击带有区域性痕迹，局部监测方法难以代表其本质特征。到目前为止，还没有针对大采空、大结构引发矿震诱发冲击地压的特征，对冲击危险性形成针对性、全局性的预测方法。常规方法的常规监测技术很难定量预警该类冲击危险性，很难监测到矿震诱发冲击地压的范围与相关物理量。需要进行人工介入方法，针对矿震诱发冲击的宽破坏特征，就其波及的冲击敏感范围进行监测，宏观判断、把握冲击危险性。

发明内容

（一）解决的技术问题

本发明的目的是针对大采空、大结构顶板矿震诱发冲击危险难以判定的情况，提出一种人为窗口介入与扰动效应相结合的冲击危险判断方法，对冲击防护设计具有重大意义。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：窗口介入法判断侧向大采空顶板结构型冲击危险性的方法，包括如下步骤：

步骤一、冲击地压区域危险性的确定：根据大采空、大结构顶板的区域特征，结合开采历史、地表岩移观测结果、区域冲击地压危险性评价结果，划定、研判区域性冲击危险；

步骤二、人为窗口介入技术：对于大采空、大结构影响的采场，根据采场与大采空区的时空关系，进行人为施工窗口巷道方法进行危险性判定，巷道内进行扰动效应观测冲击危险波及范围，根据区域大小，合理布置施工窗口巷道；

步骤三、窗口内爆破扰动判断冲击危险性：窗口巷道内采取综合监测方法监测冲击危险范围，巷道内布置多个测点，每个测点监测支柱阻力、顶板下沉、钻孔应力，连续观测多个物理量在爆破扰动下的变化情况，以范围最大者作为冲击危险范围。

本发明的积极效果是：

1、通过对大采空、大结构采场的分析、研判、实际观测，确定相邻采场冲击危险范围；

2、采取人为窗口介入技术，即在大采空影响范围内的区域内，利用现有巷道，再掘进背离大采空区域的多条窗口巷道，通过多点局部扰动技术，研判矿震诱发冲击的范围，对冲击危害起到有效防护作用；

3、通过连续观测多个物理量，包括应力、位移、压力，结合动力显现（微震等），以多个物理量中最大者作为危险范围，量化确定冲击危险、灾害防护范围。

附图说明

图1是冲击危险区域示意图，图2a中1为观测巷道，2为爆破点，图2b是三种观测仪器布置示意图， 图3是多物理量曲线判定示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种窗口介入法判断侧向大采空顶板结构型冲击危险性的方法，包括步骤如下：

一、根据大采空、大结构顶板区域开采环境、冲击地压区域危险性评价报告等资料，结合具体矿压、冲击地压观测数据，确定大采空区临近采场冲击危险监测区域，A是危险区域，见图1；

二、沿大采空区域，在相邻采场巷道布置窗口巷道，这些巷道背离大采空区，主要为监测相邻采场遇到矿震时诱发冲击地压的破坏范围而施工的，1是观测巷，2是爆破扰动点，见图2；

三、观测巷道内布置多个测点，观测多个物理量，3是测力支柱，4是顶板动态以，5是应力计，根据连续观测物理量变化情况，判断冲击危险范围、灾害防护范围，D是危险范围，见图3。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.窗口介入法判断侧向大采空顶板结构型冲击危险性的方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、冲击地压区域危险性的确定：根据大采空、大结构顶板的区域特征，结合开采历史、地表岩移观测结果、区域冲击地压危险性评价结果，划定、研判区域性冲击危险；

步骤二、人为窗口介入技术：对于大采空、大结构影响的采场，根据采场与大采空区的时空关系，进行人为施工窗口巷道方法进行危险性判定，巷道内进行扰动效应观测冲击危险波及范围，根据区域大小，合理布置施工窗口巷道；

步骤三、窗口内爆破扰动判断冲击危险性：窗口巷道内采取综合监测方法监测冲击危险范围，巷道内布置多个测点，每个测点监测支柱阻力、顶板下沉、钻孔应力，连续观测多个物理量在爆破扰动下的变化情况，以范围最大者作为冲击危险范围。

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