CN113339065A - 一种沿空多煤柱回采巷道冲击地压防治方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种沿空多煤柱回采巷道冲击地压防治方法，包括：在与回采工作面实体煤相邻的回采巷道中每隔预设距离布置一个定向钻孔钻场；从每个定向钻孔钻场开始向回采巷道一侧的煤柱上方的目标岩层中施工第一定向钻孔，向回采巷道另一侧的回采工作面实体煤上方的目标岩层中施工第二定向钻孔；通过第一定向钻孔和第二定向钻孔对煤层上方的顶板进行压裂；在回采巷道的煤柱帮顶端和回采帮顶端分别施工多个煤柱扇形爆破孔和多个实体煤扇形爆破孔，对施工完成的指定数量的煤柱扇形爆破孔和实体煤扇形爆破孔进行爆破。本发明实施例能够整体降低煤柱区域顶板强度、完整性及应力集中程度，降低了沿空多煤柱回采巷道冲击危险性。

Description

一种沿空多煤柱回采巷道冲击地压防治方法

技术领域

本发明涉及煤矿安全开采技术领域，特别是一种沿空多煤柱回采巷道冲击地压防治方法。

背景技术

传统沿空巷道冲击地压主要受侧向采空区顶板活动影响，而深部沿空多煤柱巷道布置主要受多巷及本工作面采空区影响。静载荷特征分析表明，侧向采空区影响范围内，增加煤柱将增加应力集中程度，并且高应力集中区向回采巷道煤柱迁移，冲击地压发生前，工作面超前影响区域煤柱应力达到5倍集中。动载荷特征分析表明，工作面回采微震事件主要发生于本工作面采空区及煤柱区域，宽煤柱多巷布置沿空巷道受侧向采空区顶板动载荷影响较小。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的沿空多煤柱回采巷道冲击地压防治方法，能够整体降低煤柱区域顶板强度、完整性及应力集中程度，降低回采巷道两帮静载荷集中程度，通过对回采巷道两帮顶端的扇形爆破孔进行周期性爆破，迫使煤层上硬厚顶板周期性垮断，缩小了回采作面悬臂长度，消除时机静载荷的叠加，从而降低了沿空多煤柱回采巷道冲击危险。

根据本发明实施例的一方面，提供了一种沿空多煤柱回采巷道冲击地压防治方法，包括：

在与回采工作面实体煤相邻的回采巷道中每隔预设距离布置一个定向钻孔钻场；

从每个定向钻孔钻场开始，向所述回采巷道一侧的煤柱上方的目标岩层中施工第一定向钻孔，向所述回采巷道另一侧的回采工作面实体煤上方的目标岩层中施工第二定向钻孔；

通过所述第一定向钻孔和第二定向钻孔对煤层上方的顶板进行压裂；

在所述回采巷道的煤柱帮顶端施工多个煤柱扇形爆破孔，在所述回采巷道的回采帮顶端施工多个实体煤扇形爆破孔，在每施工完成指定数量的煤柱扇形爆破孔和/或所述指定数量的实体煤扇形爆破孔后，对所述指定数量的煤柱扇形爆破孔和/或所述指定数量的实体煤扇形爆破孔进行爆破，以爆破预裂煤层上方顶板；

其中，煤柱扇形爆破孔和实体煤扇形爆破孔均由多个爆破孔以扇形形状布置得到，且各爆破孔的孔口朝向目标岩层。

可选地，从每个定向钻孔钻场开始，向所述回采巷道一侧的煤柱上方的目标岩层中施工第一定向钻孔，向所述回采巷道另一侧的回采工作面实体煤上方的目标岩层中施工第二定向钻孔，包括：

从每个定向钻孔钻场的上方顶板开始，向所述回采巷道一侧的煤柱上方的目标岩层方向延伸施工第一定向钻孔，且向所述回采巷道另一侧的回采工作面实体煤上方的目标岩层方向延伸施工第二定向钻孔；

在所述目标岩层中沿回采巷道的走向继续开展各定向长钻孔的施工，所述第一定向钻孔和所述第二定向钻孔在目标岩层中的长度不超过各定向钻孔钻场间的预设距离。

可选地，所述第一定向钻孔与所述回采巷道的煤柱帮的水平距离小于所述第二定向钻孔与所述回采巷道的回采帮的水平距离。

可选地，通过所述第一定向钻孔和第二定向钻孔对煤层上方的顶板进行压裂，包括：

分别对所述第一定向钻孔和第二定向钻孔的孔内分段施加高压，利用分段压裂方式对煤层上方的顶板进行压裂。

可选地，分别对所述第一定向钻孔和第二定向钻孔的孔内分段施加高压，利用分段压裂方式对煤层上方的顶板进行压裂，包括：

分别在所述第一定向钻孔和第二定向钻孔内的末端安装封隔器，向所述封隔器所封隔的孔段施加高压，直到高压对所封隔的孔段压裂成功；

依次将相应的封隔器向所述第一定向钻孔和第二定向钻孔的孔口方向分别移动所述预设距离，直到相应的封隔器移动至对应定向钻孔在目标岩层中的始端，并在每次移动所述预设距离后向所封隔的孔段施加高压并对相应孔段压裂；

其中，定义位于所述目标岩层中的定向钻孔远离其所属定向钻孔钻场的一端为末端，且靠近其所属定向钻孔钻场的一端为始端。

可选地，在所述回采巷道的煤柱帮顶端施工多个煤柱扇形爆破孔，包括：

在所述回采巷道中以指定步距间隔在回采巷道中的任意相邻两个定向钻孔钻场之间分别设置多个爆破断顶钻场；

从每个爆破断顶钻场开始，在所述回采巷道的煤柱帮顶端施工向煤柱上方的目标岩层方向延伸、且与顶板成不同夹角的多个煤柱爆破孔；

其中，同一爆破断顶钻场对应的多个煤柱爆破孔组成一个煤柱扇形爆破孔。

可选地，在所述回采巷道的回采帮顶端以指定步距间隔施工多个实体煤扇形爆破孔，包括：

从每个所述爆破断顶钻场开始，在所述回采巷道的回采帮顶端施工向实体煤上方的目标岩层方向延伸、且与顶板成不同夹角的多个实体煤爆破孔；

其中，同一爆破断顶钻场对应的多个实体煤爆破孔组成一个实体煤扇形爆破孔。

可选地，所述煤柱爆破孔相对巷道顶端所在平面的垂向投影距离相等；和/或

所述实体煤爆破孔相对巷道顶端所在平面的垂向投影距离相等。

可选地，在每施工完成指定数量的煤柱扇形爆破孔和/或所述指定数量的实体煤扇形爆破孔后，对所述指定数量的煤柱扇形爆破孔和/或所述指定数量的实体煤扇形爆破孔进行爆破，以爆破预裂煤层上方顶板，包括：

在每施工完成指定数量的煤柱扇形爆破孔或所述指定数量的实体煤扇形爆破孔后，对所述指定数量的煤柱扇形爆破孔或所述指定数量的实体煤扇形爆破孔进行爆破，以爆破预裂煤层上方顶板；或

在每施工完成指定数量的煤柱扇形爆破孔和所述指定数量的实体煤扇形爆破孔后，对所述指定数量的煤柱扇形爆破孔和所述指定数量的实体煤扇形爆破孔分别进行爆破，以爆破预裂煤层上方顶板，其中，所述指定数量的煤柱扇形爆破孔同时起爆，且指定数量的实体煤扇形爆破孔同时起爆。

本发明实施例通过在煤层上方的目标岩层中位于与回采工作面相邻的煤柱上方施工第一定向钻孔，在目标岩层中的工作面实体煤上方施工第二定向钻孔，并通过对第一定向钻孔和第二定向钻孔煤层上方的顶板进行压裂，从而可以在目标岩层中形成复杂缝网，整体降低煤柱区域和实体煤上方顶板的强度、完整性及应力集中程度，从而降低回采巷道两帮静载荷集中程度。另外，本发明实施例通过对回采巷道两帮顶端的扇形爆破孔进行周期性爆破，迫使煤层上硬厚顶板周期性垮断，缩小了回采作面悬臂长度，消除时机静载荷的叠加，从而降低了沿空多煤柱回采巷道冲击危险。

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。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1a示出了沿侧向采空区无掘进巷道应力示意图；

图1b示出了沿侧向采空区掘进两条巷道应力示意图；

图2示出了根据本发明一实施例的沿空多煤柱回采巷道冲击地压防治方法的流程示意图；

图3示出了据本发明一实施例的定向长钻孔及压裂示意图；

图4示出了根据本发明一实施例的沿空多煤柱回采巷道顶板区域压裂及爆破预裂后的示意图；

图5示出了图4中Ⅰ-Ⅰ方向的剖面示意图；

图中：σ1：掘巷前工作面侧向支承压力；σ2、σ3、σ4：分别为多煤柱间不同巷道侧向支承压力；1：第一定向钻孔；2：第二定向钻孔；3：第一实体煤爆破孔；4：第二实体煤爆破孔；5：第三实体煤爆破孔；6：第一煤柱爆破孔；7：第二煤柱爆破孔。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明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发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

结合图1a和图1b，通过对现有沿空多煤柱巷道区域冲击地压发生原因进行分析得知，该巷道区域冲击地压的发生是受侧向采空区、回采工作面采空区、煤柱增加叠加影响的作用，在侧向采空区及煤柱增加影响下，与掘巷前工作面侧向支承压力σ1相比，多煤柱间的不同巷道工作面侧向支承压力σ3、σ4和σ5的集中程度有所增加，而支承压力σ3、σ4和σ5叠加本回采工作面采空区形成的支承压力后，三因素叠加作用下应力集中程度进一步升高，从而导致工作面见方、顶板大面积悬顶提供冲击时机，冲击危险程度大幅提升。

为解决上述技术问题，有效地降低沿空巷道冲击地压发生的危险性，本发明实施例从让冲击地压丧失启动载荷条件角度出发，提供了一种沿空多煤柱回采巷道冲击地压防治方法，图2示出了根据本发明一实施例的沿空多煤柱回采巷道冲击地压防治方法的流程示意图。参见图2，沿空多煤柱回采巷道冲击地压防治方法包括步骤S202至步骤S208。

步骤S202，在与回采工作面实体煤相邻的回采巷道中每隔预设距离布置一个定向钻孔钻场。

本发明实施例会预先选定定向钻孔钻场位置，定向钻孔钻场可以在回采巷道中沿煤层倾向进行间隔布置。进而后续可以从选定的定向钻孔钻场位置向目标岩层开展定向钻孔的施工，通常可以在与回采工作面实体煤相邻的回采巷道中较为宽敞、安全的区域每隔预设距离布置钻机定向钻孔钻场，并从每个定向钻孔钻场开始施工第一定向钻孔和第二定向钻孔。

在可选实施例中，由于千米定向钻孔一次只能压裂800m，因此可以设置每隔800m分别布置一个定向钻孔钻场。

步骤S204，从每个定向钻孔钻场开始，向回采巷道一侧的煤柱上方的目标岩层中施工预设长度的第一定向钻孔，向回采巷道另一侧的回采工作面实体煤上方的目标岩层中施工预设长度的第二定向钻孔。

步骤S206，通过第一定向钻孔和第二定向钻孔对煤层上方的顶板进行压裂。

本发明实施例的第一定向钻孔和第二定向钻孔在目标岩层中顺层钻孔，可以在走向上采用顶板千米顺层钻孔区域压裂，从而有效地实现煤柱区域上覆顶板水平井区域压裂，以达到破坏高位顶板完整性，整体降低煤柱区域应力集中程度的目的。

步骤S208，在回采巷道的煤柱帮顶端施工多个煤柱扇形爆破孔，在回采巷道的回采帮顶端施工多个实体煤扇形爆破孔，在每施工完成指定数量的煤柱扇形爆破孔和/或指定数量的实体煤扇形爆破孔后，对指定数量的煤柱扇形爆破孔和/或指定数量的实体煤扇形爆破孔进行爆破，以爆破预裂煤层上方顶板。其中，煤柱扇形爆破孔和实体煤扇形爆破孔均由多个爆破孔以扇形形状布置得到，且各爆破孔的孔口朝向目标岩层。

本发明实施例每隔预设距离布置一个定向钻孔钻场后，可以重复的执行上文步骤S204至步骤S208，即可以周期性的对煤层上硬厚顶板进行压裂和爆破预裂，从而能够在实体煤回采之前，对煤柱区域和实体煤上方顶板进行有效地预裂。

本发明实施例通过在煤层上方的目标岩层中位于与回采工作面相邻的煤柱上方施工第一定向钻孔，在目标岩层中的工作面实体煤上方施工第二定向钻孔，并通过对第一定向钻孔和第二定向钻孔煤层上方的顶板进行压裂，从而可以在目标岩层中形成复杂缝网，整体降低煤柱区域和实体煤上方顶板的强度、完整性及应力集中程度，从而降低回采巷道两帮静载荷集中程度。另外，本发明实施例通过对回采巷道两帮顶端的扇形爆破孔进行周期性爆破，迫使煤层上硬厚顶板周期性垮断，缩小了回采作面悬臂长度，消除时机静载荷的叠加，从而降低了沿空多煤柱回采巷道冲击危险。

参见上文步骤S204，在本发明实施例中，目标岩层是影响冲击地压发生的主要层位，目标岩层可以预先通过分析煤层上方各岩层的厚度和强度来确定。例如，本发明实施例可将厚度超过6m且强度超过60MPa的岩层确定为目标岩层，本发明实施例对目标岩层不作具体限定。本发明实施例可以先依据矿井地质资料分析煤层上方各岩层的厚度和强度，进而根据分析出的煤层上方各岩层的厚度和强度再确定出目标岩层。例如，本发明实施例确定出位于煤层上方45m的厚硬砂岩顶板为目标岩层。

在本发明一实施例中，在煤层上方的目标岩层中施工第一定向钻孔和第二定向钻孔时，可以采用千米定向钻机分别在煤柱上方及工作面实体煤上方的目标岩层施工定向钻孔。

本发明实施例以某矿沿空多煤柱回采巷道为例，介绍回采巷道使用期间冲击地压防治过程。该实施例中，假设某矿的回采工作面倾斜长度为180m，参见图3至图5，回采工作面(如图3中的401111工作面)与上区段工作面(如图3中的401101工作面)采空区间分别留设了28m和40m的煤柱保护泄水巷与401111工作面回风巷。

结合图3，在本发明可选实施例中，施工第一定向钻孔1和第二定向钻孔2的过程具体如下。

首先，从每个定向钻孔钻场的上方顶板开始，如可以从图3中不同位置处的钻孔开口点开始(每个点钻孔开口点分别位于不同定向钻孔钻场)向回采巷道一侧的煤柱上方的目标岩层延伸施工第一定向钻孔1，且向回采巷道另一侧的回采工作面实体煤上方的目标岩层延伸施工第二定向钻孔2。本发明实施例可从每个定向钻孔钻场的上方顶板开始，以与回采巷道的地板成锐角的角度向目标岩层延伸施工第一定向长钻孔1和第二定向长钻孔2。

然后，沿着目标岩层中沿回采巷道的走向继续开展各定向长钻孔的施工，并使第一定向钻孔1和第二定向钻孔2在目标岩层中的长度不超过各定向钻孔钻场间的预设距离。即第一定向钻孔1和第二定向长钻孔2从顶板倾斜钻进至目标岩层后改为水平前进，定向长钻孔的最大水平距离不超过定向钻孔钻场间的预设距离。

继续参见图4和图5，在本发明实施例中，第一定向钻孔1与回采巷道的煤柱帮的水平距离小于第二定向钻孔2与回采巷道的回采帮的水平距离。例如，回采巷道为图4和图5中的回风巷道，可以设置第一定向钻孔1与回风巷道的煤柱帮水平距离为15m，第二定向钻孔2与回风巷道的回采帮水平距离为20m，本发明实施例对该距离不做具体限定。

参见上文步骤S206，在本发明一实施例中，通过第一定向钻孔1和第二定向钻孔2对煤层上方的顶板进行压裂的过程中，可分别对第一定向钻孔1和第二定向钻孔2的孔内分段施加高压，从而利用分段压裂方式对煤层上方的顶板进行分段压裂。由此，实现了对煤柱区域上覆顶板的水平井区域和回采巷道相邻的工作面实体煤上覆顶板的压裂。

具体的，对于第一定向钻孔1，首先可以在第一定向钻孔1内的末端安装专用封隔器，并向封隔器所封隔的孔段施加高压，直到高压对所封隔的孔段压裂成功。然后，依次将相应的封隔器向第一定向钻孔1的孔口方向分别移动预设距离，直到封隔器移动至第一定向钻孔1在目标岩层中的始端，并在每次移动预设距离后向所封隔的孔段施加高压并对相应孔段压裂。其中，定义位于目标岩层中的第一定向钻孔1远离其所属定向钻孔钻场的一端为末端，位于目标岩层中的第一定向钻孔1靠近其所属定向钻孔钻场的一端为始端。该实施例的预设距离可以是封隔器的封隔长度，也可以是大于封隔器封隔长度的指定距离。

对于第二定向钻孔2的压裂过程可以参见上文第一定向钻孔1的压裂过程，此处不再进行具体赘述。

本发明实施例的封隔器可以采用双向锚定扩张式裸眼封隔器，向封隔器所封隔的孔段施加高压的方式可以是向所封隔的孔段中注入高压水，以使得所封隔的孔段内形成高压状态。从而采用后退式分段水力压裂方式对顶板进行预裂，以在目标岩层中形成复杂缝网，从而降低顶板强度和完整性。

参见上文步骤S208，在本发明一实施例中，在回采巷道的煤柱帮顶端施工多个煤柱扇形爆破孔时，先在回采巷道中以指定步距间隔在回采巷道中的任意相邻两个定向钻孔钻场之间分别设置多个爆破断顶钻场。然后，从每个爆破断顶钻场开始，在回采巷道的煤柱帮顶端施工向煤柱上方的目标岩层方向延伸、且与顶板成不同夹角的多个煤柱爆破孔。其中，同一爆破断顶钻场对应的多个煤柱爆破孔组成一个煤柱扇形爆破孔。煤柱爆破孔的倾斜方向可以与煤层倾斜方向一致。

图4和图5中示出了两个煤柱爆破孔，分别为第一煤柱爆破孔6和第二煤柱爆破孔7，即第一煤柱爆破孔6和第二煤柱爆破孔7组成一个煤柱扇形爆破孔，本发明实施例对每个煤柱扇形爆破孔包含的煤柱爆破的数量不做具体限定。在施工煤柱扇形爆破孔的过程中，在施工完成指定数量的煤柱扇形爆破孔后可对已经施工完成的煤柱扇形爆破孔爆破，以防止爆破孔变形，这里的指定数量可以是一个或多个。

同理，在本发明另一实施例中，在回采巷道的回采帮顶端施工多个实体煤扇形爆破孔时，若先施工了多个煤柱扇形爆破孔，那么在回采巷道中已经设置了多个爆破断顶钻场，此时可直接从每个爆破断顶钻场开始，在回采巷道的回采帮顶端施工向实体煤上方的目标岩层方向延伸、且与顶板成不同夹角的多个实体煤爆破孔。其中，同一爆破断顶钻场对应的多个实体煤爆破孔组成一个实体煤扇形爆破孔。本发明实施例对煤柱扇形爆破孔和实体煤扇形爆破孔的布置顺序不作具体的限定。

图4和图5中示出了三个实体煤爆破孔，分别为第一实体煤爆破孔3、第二实体煤爆破孔4和第三实体煤爆破孔5，即第一实体煤爆破孔3、第二实体煤爆破孔4和第三实体煤爆破孔5组成一个实体煤扇形爆破孔，本发明实施例对每个实体煤扇形爆破孔包含的实体煤爆破孔的数量不做具体限定。实体煤爆破孔的倾斜方向可以与煤层倾斜方向一致。在施工实体煤爆破孔的过程中，在施工完成指定数量的实体煤爆破孔后可对已经施工完成的实体煤爆破孔爆破，以防止爆破孔变形，这里的指定数量可以是一个或多个。

在本发明实施例中，爆破断顶钻场的指定步距可以是10m，由此，各煤柱扇形爆破孔的间隔和各实体煤扇形爆破孔的间隔也可以是10m，当然，爆破断顶钻场的指定步距还可以是其他步距数值，步距数值需要小于工作面周期来压步距数值，工作面周期来压步距可由技术人员观测到，本发明实施例对此不做具体限定。煤柱扇形爆破孔和实体煤扇形爆破孔的孔底高度不超过第一定向钻孔1和第二定向钻孔2的水平高度。

由此，本发明实施例向回采工作面超前影响区域方向，在回风巷的两帮顶端分别布置倾斜的煤柱爆破孔和实体煤爆破孔。

在可选实施例中，煤柱爆破孔(如第一煤柱爆破孔6和第二煤柱爆破孔7)相对巷道顶端所在平面的垂向投影距离可以相等，即一个煤柱扇形爆破孔包含的各个煤柱爆破孔的孔底可以在一条直线上。当然，各个煤柱爆破孔的孔底也可以不在一条直线上，本发明实施例对此不做具体的限定。另外，实体煤爆破孔(如第一实体煤爆破孔3、第二实体煤爆破孔4和第三实体煤爆破孔5)相对巷道顶端所在平面的垂向投影距离也可以相等，即一个实体煤扇形爆破孔包含的各个实体煤爆破孔的孔底可以在一条直线上，当然，各个实体煤扇形爆破孔也可以不在一条直线上，本发明实施例对此不做具体的限定。

为了对煤层顶板进行有效的预裂，煤柱爆破孔和实体煤爆破孔相对巷道顶端所在平面的垂向投影距离可以相等。例如，煤柱爆破孔和实体煤爆破孔相对巷道顶端所在平面的垂向的投影均为35.5m，即煤柱爆破孔和实体煤爆破孔的孔底距离巷道顶端所在平面的垂向的投影均为35.5m。假设巷道顶端的煤层厚度为5.5m，煤柱爆破孔和实体煤爆破孔的孔底在顶板中的高度可以为煤层以上垂高30m。

若要实现对煤层上方顶板的爆破预裂，需要向煤柱爆破孔和实体煤爆破孔中装炸药。本发明实施例在每施工完成指定数量的煤柱扇形爆破孔或指定数量的实体煤扇形爆破孔后，可以向相应的煤柱扇形爆破孔或实体煤扇形爆破孔中装炸药。这里的指定数量可以是一个，也可以是其他数量，为了有效地避免已经施工完成的爆破孔变形，可以在已经施工完成的一个煤柱扇形爆破孔或一个实体煤扇形爆破孔装入炸药进行爆破。

若本发明实施例同时完成了指定数量的煤柱扇形爆破孔和指定数量的实体煤扇形爆破孔的施工，需要对指定数量的煤柱扇形爆破孔和指定数量的实体煤扇形爆破孔分别进行爆破，指定数量的煤柱扇形爆破孔同时起爆，且指定数量的实体煤扇形爆破孔同时起爆，以爆破预裂煤层上方顶板。本发明实施例对煤柱扇形爆破孔和实体煤扇形爆破孔的起爆顺序不做限定。

本发明实施例可以设置各个爆破孔的装药段起始装药位置相对煤层顶端的垂向投影均为17m，装药段结束装药位置相对巷道顶端所在平面的垂向投影均为13m，即装药完毕后封孔段的垂向投影为13m。并且，还可以设置在爆破孔中采用直径为Φ70mm药卷，从而每米爆破孔的装药量约为5.79kg。

本发明实施例中，完成对已经施工的多个煤柱扇形爆破孔和多个实体煤扇形爆破孔的分别爆破之后，随着回采工作面的向前推进、以及回采巷道掘进工作面的向前掘进，可以按照上文实施例的方式在预设距离后的下一个定向钻孔钻场开始继续施工两个定向钻孔，通过两个定向钻孔对煤层上方的顶板进行压裂，并继续向前施工多个煤柱扇形爆破孔和多个实体煤扇形爆破孔，通过施工的多个煤柱扇形爆破孔和多个实体煤扇形爆破孔对煤层上方顶板进行爆破，以实现周期性地对煤层上方顶板的爆破预裂。

由此，本发明实施例一方面通过顶板千米顺层钻孔区域压裂破坏高位顶板完整性，整体降低煤柱区域应力集中程度，另一方面通过周期性的倾斜布置煤柱扇形爆破孔和实体煤扇形爆破孔，迫使硬厚顶板周期性垮断，有效地缩小了悬臂长度，消除时机静载荷的产生，进一步实现了防治冲击地压目的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：在本发明的精神和原则之内，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案脱离本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种沿空多煤柱回采巷道冲击地压防治方法，其特征在于，包括：

在与回采工作面实体煤相邻的回采巷道中每隔预设距离布置一个定向钻孔钻场；

从每个定向钻孔钻场开始，向所述回采巷道一侧的煤柱上方的目标岩层中施工第一定向钻孔，向所述回采巷道另一侧的回采工作面实体煤上方的目标岩层中施工第二定向钻孔；

通过所述第一定向钻孔和第二定向钻孔对煤层上方的顶板进行压裂；

在所述回采巷道的煤柱帮顶端施工多个煤柱扇形爆破孔，在所述回采巷道的回采帮顶端施工多个实体煤扇形爆破孔，在每施工完成指定数量的煤柱扇形爆破孔和/或所述指定数量的实体煤扇形爆破孔后，对所述指定数量的煤柱扇形爆破孔和/或所述指定数量的实体煤扇形爆破孔进行爆破，以爆破预裂煤层上方顶板；

其中，所述煤柱扇形爆破孔和实体煤扇形爆破孔均由多个爆破孔以扇形形状布置得到，且各爆破孔的孔口朝向目标岩层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从每个定向钻孔钻场开始，向所述回采巷道一侧的煤柱上方的目标岩层中施工第一定向钻孔，向所述回采巷道另一侧的回采工作面实体煤上方的目标岩层中施工第二定向钻孔，包括：

从每个定向钻孔钻场的上方顶板开始，向所述回采巷道一侧的煤柱上方的目标岩层方向延伸施工第一定向钻孔，且向所述回采巷道另一侧的回采工作面实体煤上方的目标岩层方向延伸施工第二定向钻孔；

在所述目标岩层中沿回采巷道的走向继续开展第一定向钻孔和第二定向钻孔的施工，所述第一定向钻孔和所述第二定向钻孔在目标岩层中的长度不超过各定向钻孔钻场间的预设距离。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述第一定向钻孔与所述回采巷道的煤柱帮的水平距离小于所述第二定向钻孔与所述回采巷道的回采帮的水平距离。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述第一定向钻孔和第二定向钻孔对煤层上方的顶板进行压裂，包括：

分别对所述第一定向钻孔和第二定向钻孔的孔内分段施加高压，利用分段压裂方式对煤层上方的顶板进行压裂。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，分别对所述第一定向钻孔和第二定向钻孔的孔内分段施加高压，利用分段压裂方式对煤层上方的顶板进行压裂，包括：

分别在所述第一定向钻孔和第二定向钻孔内的末端安装封隔器，向所述封隔器所封隔的孔段施加高压，直到高压对所封隔的孔段压裂成功；

依次将相应的封隔器向所述第一定向钻孔和第二定向钻孔的孔口方向分别移动所述预设距离，直到相应的封隔器移动至对应定向钻孔在目标岩层中的始端，并在每次移动所述预设距离后向所封隔的孔段施加高压并对相应孔段压裂；

其中，定义位于所述目标岩层中的定向钻孔远离其所属定向钻孔钻场的一端为末端，且靠近其所属定向钻孔钻场的一端为始端。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述回采巷道的煤柱帮顶端施工多个煤柱扇形爆破孔，包括：

在所述回采巷道中以指定步距间隔在回采巷道中的任意相邻两个定向钻孔钻场之间分别设置多个爆破断顶钻场；

从每个爆破断顶钻场开始，在所述回采巷道的煤柱帮顶端施工向煤柱上方的目标岩层方向延伸、且与顶板成不同夹角的多个煤柱爆破孔；

其中，同一爆破断顶钻场对应的多个煤柱爆破孔组成一个煤柱扇形爆破孔。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述回采巷道的回采帮顶端施工多个实体煤扇形爆破孔，包括：

从每个所述爆破断顶钻场开始，在所述回采巷道的回采帮顶端施工向实体煤上方的目标岩层方向延伸、且与顶板成不同夹角的多个实体煤爆破孔；

其中，同一爆破断顶钻场对应的多个实体煤爆破孔组成一个实体煤扇形爆破孔。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述煤柱爆破孔相对巷道顶端所在平面的垂向投影距离相等；和/或

所述实体煤爆破孔相对巷道顶端所在平面的垂向投影距离相等。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在每施工完成指定数量的煤柱扇形爆破孔和/或所述指定数量的实体煤扇形爆破孔后，对所述指定数量的煤柱扇形爆破孔和/或所述指定数量的实体煤扇形爆破孔进行爆破，以爆破预裂煤层上方顶板，包括：

在每施工完成指定数量的煤柱扇形爆破孔或所述指定数量的实体煤扇形爆破孔后，对所述指定数量的煤柱扇形爆破孔或所述指定数量的实体煤扇形爆破孔进行爆破，以爆破预裂煤层上方顶板；或

在每施工完成指定数量的煤柱扇形爆破孔和所述指定数量的实体煤扇形爆破孔后，对所述指定数量的煤柱扇形爆破孔和所述指定数量的实体煤扇形爆破孔分别进行爆破，以爆破预裂煤层上方顶板，其中，所述指定数量的煤柱扇形爆破孔同时起爆，且指定数量的实体煤扇形爆破孔同时起爆。

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