CN112780340B - 一种煤矿井上下区域超前防治冲击地压的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤矿井上下区域超前防治冲击地压的方法，具体为：根据矿井地质综合柱状图、微震事件震源位置、相邻回采工作面三带观测及关键层理论确定覆岩关键层；立井施工至覆岩关键层上方处开始造斜，在覆岩关键层水平钻进，钻进到目标位置后退出钻杆，进行射孔；下放封隔器或桥塞，在两级封隔器或桥塞中注入高压水进行压裂，产生裂隙；监测压裂裂隙发育情况，根据裂隙发育情况设计施工顶板深孔定向爆破孔；爆破步骤4施工的顶板深孔定向爆破孔，产生爆破裂隙，使爆破裂隙与步骤3压裂产生的裂隙贯通形成贯穿裂隙。本发明方法能够实现冲击地压矿井坚硬顶板超前、立体弱化，从源头上对冲击地压进行控制。
Description
技术领域
本发明属于深部矿井煤炭开采技术领域，具体涉及一种煤矿井上下区域超前防治冲击地压的方法。
背景技术
冲击地压作为深部矿井煤炭开采面临的主要灾害之一，近几年在国内已愈演愈烈，对矿井、人员造成了不可估量的损失。据统计冲击矿压事故多发生在巷道，其中半数以上又发生在工作面的超前两巷，在实际生产过程中，冲击地压的发生多以顶板型为主，尤其对于我国坚硬顶板矿区，因顶板强度高、厚度大，开采过程中顶板不易破断，造成能量积聚易诱发冲击地压。然而，目前国内区域防冲击地压措施除优化开采布局、开采保护层等外很少有其他行之有效的区域防治措施。
发明内容
本发明的目的是提供一种煤矿井上下区域超前防治冲击地压的方法，能够实现冲击地压矿井坚硬顶板超前、立体弱化，从源头上对冲击地压进行控制。
本发明所采用的技术方案是，一种煤矿井上下区域超前防治冲击地压的方法，具体按以下步骤实施：
步骤1，根据矿井地质综合柱状图、微震事件震源位置、相邻回采工作面三带观测及关键层理论确定覆岩关键层；
步骤2，在地面施工L型水平井，立井施工至覆岩关键层上方处开始造斜，在覆岩关键层水平钻进，钻进到目标位置后退出钻杆，进行射孔；
步骤3，在地面井口下放封隔器或桥塞，在两级封隔器或桥塞中注入高压水进行压裂，产生裂隙；
步骤4，监测压裂裂隙发育情况，根据裂隙发育情况设计施工顶板深孔定向爆破孔；
步骤5，爆破步骤4施工的顶板深孔定向爆破孔，产生爆破裂隙，使爆破裂隙与步骤3压裂产生的裂隙贯通形成贯穿裂隙。
本发明的特点还在于，
步骤2中，造斜开始的位置为距离覆岩关键层上方30～100m处。
步骤2中，射孔的个数为4～6簇。
步骤3中，压裂过程中不断注入压裂液和压裂支撑剂，压裂整体采用后退式进行压裂。
步骤4具体按照以下步骤实施：
步骤4.1，采用地面微地震裂缝监测系统监测压裂裂隙发育情况，将监测仪器布置在施工井周围，布设分站在压裂设定范围内，按照各分站的顺序连线把被监测区包围起来，相邻分站之间间距大于100米，用高精度GPS测量水平井井口及各分站坐标，监测裂隙的方位、长度、深度、间距；
步骤4.2，根据步骤4.1监测的裂隙的参数筛选出垂直方向裂隙的间距、深度、长度，设计施工顶板深孔定向爆破孔，深孔定向爆破孔的孔径为75mm，孔深为压裂射孔下放垂直裂隙深度到巷道顶板的距离；深孔定向爆破孔的封孔长度不小于孔深的三分之一；深孔定向爆破孔在回采巷道倾斜施工，其仰角等于步骤3中压裂裂隙倾角。
步骤4.2中，深孔定向爆破孔施工采用Φ60mm被筒炸药，每卷炸药长度350mm，重量1.1kg/卷。
本发明的有益效果在于：本发明煤矿井上下区域超前防治冲击地压的方法，其为冲击地压防治区域措施，卸压范围广、效果明显，能够实现从源头上治理冲击地压，大幅度降低回采工作面冲击危险性。
附图说明
图1是本发明一种煤矿井上下区域超前防治冲击地压的方法的实施场景图；
图2是本发明一种煤矿井上下区域超前防治冲击地压的方法的剖面图；
图中，1.顶板深孔定向爆破孔，2.地面水平井压裂。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种煤矿井上下区域超前防治冲击地压的方法，如图1和图2所示，具体按以下步骤实施：
步骤1，根据矿井地质综合柱状图、微震事件震源位置、相邻回采工作面三带观测及关键层理论确定覆岩关键层；
步骤2，在地面施工L型水平井，先施工一开井，完成后进行套筒，加固井口，随即施工二开井，施工至覆岩关键层上方30～100m处开始造斜，采用定向系统在覆岩关键层水平钻进，钻进到目标位置后退出钻杆，安装射孔弹，进行射孔，在覆岩关键层中射出4～6簇射孔，射孔角度为360°/射孔数，目的是提前在覆岩关键层中人为控制裂隙的方向与深度，同时也可免除高压水破岩时消耗的能量，只需在射孔内压裂即可，进一步增加了压裂效果；
步骤3，地面水平井压裂2：在地面井口下放封隔器或桥塞，在两级封隔器或桥塞中注入高压水进行压裂，产生裂隙，压裂过程中不断注入压裂液和压裂支撑剂，保证压裂后的效果，压裂整体采用后退式进行压裂；
步骤4，监测压裂裂隙发育情况，根据裂隙发育情况设计施工顶板深孔定向爆破孔1；
步骤4.1，采用地面微地震裂缝监测系统监测压裂裂隙发育情况，将监测仪器布置在施工井周围，布设分站在压裂设定范围内，按照各分站的顺序连线把被监测区包围起来，相邻分站之间间距大于100米，用高精度GPS测量水平井井口及各分站坐标，监测裂隙的方位、长度、深度、间距；
步骤4.2，根据步骤4.1监测的裂隙的参数筛选出垂直方向裂隙的间距、深度、长度，设计施工顶板深孔定向爆破孔1，深孔定向爆破孔1的孔径为75mm，孔深为压裂射孔下放垂直裂隙深度到巷道顶板的距离；深孔定向爆破孔的封孔长度不小于孔深的三分之一；深孔定向爆破孔在回采巷道倾斜施工，其仰角等于步骤3中压裂裂隙倾角；
深孔定向爆破孔施工采用Φ60mm被筒炸药，每卷炸药长度350mm，重量1.1kg/卷；
步骤5，爆破步骤4施工的顶板深孔定向爆破孔，产生爆破裂隙，使爆破裂隙与步骤3压裂产生的裂隙贯通形成贯穿裂隙，在覆岩关键层形成若干条贯穿整个覆岩关键层形的“长”裂隙，将坚硬的顶板“切割”成相对规则的“块状”结构，以整体弱化坚硬顶板，避免回采过程中大面积悬顶突然断裂而诱发冲击，从源头上治理冲击地压。
Claims (2)
1.一种煤矿井上下区域超前防治冲击地压的方法，其特征在于，具体按以下步骤实施：
步骤1，根据矿井地质综合柱状图、微震事件震源位置、相邻回采工作面三带观测及关键层理论确定覆岩关键层；
步骤2，在地面施工L型水平井，立井施工至覆岩关键层上方处开始造斜，在覆岩关键层水平钻进，钻进到目标位置后退出钻杆，进行射孔；
造斜开始的位置为距离覆岩关键层上方30～100m处；
射孔的个数为4～6簇；
步骤3，在地面井口下放封隔器或桥塞，在两级封隔器或桥塞中注入高压水进行压裂，产生裂隙；
步骤4，监测压裂裂隙发育情况，根据裂隙发育情况设计施工顶板深孔定向爆破孔；
所述步骤4具体按照以下步骤实施：
步骤4.1，采用地面微地震裂缝监测系统监测压裂裂隙发育情况，将监测仪器布置在施工井周围，布设分站在压裂设定范围内，按照各分站的顺序连线把被监测区包围起来，相邻分站之间间距大于100米，用高精度GPS测量水平井井口及各分站坐标，监测裂隙的方位、长度、深度、间距；
步骤4.2，根据步骤4.1监测的裂隙的参数筛选出垂直方向裂隙的间距、深度、长度，设计施工顶板深孔定向爆破孔，深孔定向爆破孔的孔径为75mm，孔深为压裂射孔下方垂直裂隙深度到巷道顶板的距离；深孔定向爆破孔的封孔长度不小于孔深的三分之一；深孔定向爆破孔在回采巷道倾斜施工，其仰角等于步骤3中压裂裂隙倾角；
深孔定向爆破孔施工采用Φ60mm被筒炸药，每卷炸药长度350mm，重量1.1kg/卷；
步骤5，爆破步骤4施工的顶板深孔定向爆破孔，产生爆破裂隙，使爆破裂隙与步骤3压裂产生的裂隙贯通形成贯穿裂隙。
2.根据权利要求1所述一种煤矿井上下区域超前防治冲击地压的方法，其特征在于，所述步骤3中，压裂过程中不断注入压裂液和压裂支撑剂，压裂整体采用后退式进行压裂。
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| CN114856564A (zh) * | 2022-04-15 | 2022-08-05 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 一种冲击地压煤层巷道防冲卸压掘进方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5452763A (en) * | 1994-09-09 | 1995-09-26 | Southwest Research Institute | Method and apparatus for generating gas in a drilled borehole |
| CN105545307A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-05-04 | 大同煤矿集团有限责任公司 | 特大采场空间远近场井上下协同顶板控制方法 |
| CN105807312A (zh) * | 2016-03-15 | 2016-07-27 | 大连理工大学 | 基于微震监测的煤矿顶板岩体垂直分带确定方法 |
| CN109736805A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-05-10 | 天地科技股份有限公司 | 一种厚层坚硬顶板改性卸压源头治理冲击地压的方法 |
| CN110792419A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-02-14 | 太原理工大学 | 一种煤矿冲击地压井上下超前预控方法 |
| CN111159856A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-05-15 | 天地科技股份有限公司 | 一种地面压裂区域卸压防冲的目标岩层确定方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US5452763A (en) * | 1994-09-09 | 1995-09-26 | Southwest Research Institute | Method and apparatus for generating gas in a drilled borehole |
| CN105545307A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-05-04 | 大同煤矿集团有限责任公司 | 特大采场空间远近场井上下协同顶板控制方法 |
| CN105807312A (zh) * | 2016-03-15 | 2016-07-27 | 大连理工大学 | 基于微震监测的煤矿顶板岩体垂直分带确定方法 |
| CN109736805A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-05-10 | 天地科技股份有限公司 | 一种厚层坚硬顶板改性卸压源头治理冲击地压的方法 |
| CN110792419A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-02-14 | 太原理工大学 | 一种煤矿冲击地压井上下超前预控方法 |
| CN111159856A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-05-15 | 天地科技股份有限公司 | 一种地面压裂区域卸压防冲的目标岩层确定方法 |
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