[發(fā)明專利]大窗口破壞法判斷深部向斜軸部采場(chǎng)沖擊危險(xiǎn)性的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011504918.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112483178A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘立友;周脈來(lái);陳建強(qiáng);畢強(qiáng);陳理強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類號(hào): E21F17/18
• 分類號(hào): E21F17/18;E21D15/02
• 代理公司: 青島致嘉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37236
• 代理人: 高維波

本發(fā)明公開(kāi)了一種大窗口破壞法判斷深部向斜軸部采場(chǎng)沖擊危險(xiǎn)性的方法，包括如下步驟：步驟一、地應(yīng)力觀測(cè)與分析：根據(jù)采場(chǎng)具體位置、地質(zhì)開(kāi)采條件、開(kāi)采背景，進(jìn)行地應(yīng)力場(chǎng)觀測(cè)，已經(jīng)觀測(cè)過(guò)地應(yīng)力場(chǎng)的區(qū)域，現(xiàn)場(chǎng)研判地應(yīng)力對(duì)巷道的破壞痕跡，作為沖擊危險(xiǎn)預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)；步驟二、人為大窗口介入技術(shù)：針對(duì)深部向斜軸部采場(chǎng)，根據(jù)地應(yīng)力場(chǎng)觀測(cè)結(jié)果，沿主應(yīng)力方向的垂直方位布置觀測(cè)巷道，在巷道內(nèi)垂直頂?shù)装逯гO(shè)存在弱斷面的木支柱，木支柱上安裝角度儀；步驟三、窗口內(nèi)位移（角度）突變判斷沖擊危險(xiǎn)性：連續(xù)觀測(cè)角度計(jì)角度變化情況，出現(xiàn)多個(gè)角度儀角度突變時(shí)作為沖擊危險(xiǎn)性預(yù)警。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤礦開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種大窗口破壞法判斷深部向斜軸部采場(chǎng)沖擊危險(xiǎn)性的方法。

背景技術(shù)

沖擊地壓是我國(guó)煤礦最嚴(yán)重的災(zāi)害之一。我國(guó)深部礦井地質(zhì)條件復(fù)雜多變，發(fā)生沖擊地壓可能性不斷增加。影響沖擊地壓的因素包括構(gòu)造、埋深、頂板、煤層硬度、開(kāi)采因素等，其中向斜構(gòu)造，特別是深部向斜軸部區(qū)域?qū)е碌臎_擊地壓尤為嚴(yán)重，且容易與頂板運(yùn)動(dòng)發(fā)生耦合性事故。如何解決深部構(gòu)造型沖擊地壓，是煤礦面臨的重大技術(shù)難題。這種條件下沖擊地壓采取常規(guī)的改進(jìn)巷道布置、煤層注水、強(qiáng)支護(hù)、煤層強(qiáng)卸壓、斷頂、斷底等措施，很難達(dá)到完全控制的程度。隨著開(kāi)采深度增加、向斜軸部應(yīng)力分布的復(fù)雜性，常規(guī)預(yù)測(cè)很難獲取有效的量化信息。因此多構(gòu)造、高應(yīng)力、大埋深條件下的深部向斜軸部采場(chǎng)沖擊地壓預(yù)測(cè)與控制是急需解決的重大課題。

目前，該條件下沖擊地壓危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)跟一般工作面基本一致，主要包括微震、鉆屑法、電磁輻射、應(yīng)力在線、礦壓觀測(cè)等，由于深部軸部區(qū)域是應(yīng)力被限定的地段，水平構(gòu)造應(yīng)力大，監(jiān)測(cè)探頭、鉆孔具有方向性，常規(guī)方法監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性、真實(shí)性較差，監(jiān)測(cè)鉆孔難以維持長(zhǎng)期穩(wěn)定性，造成信息中斷、缺失，埋下嚴(yán)重的沖擊地壓隱患。到目前為止，還沒(méi)有針對(duì)深部向斜軸部區(qū)域采場(chǎng)的具體條件，對(duì)沖擊危險(xiǎn)性形成針對(duì)性、具體性的預(yù)測(cè)方法。常規(guī)方法的常規(guī)監(jiān)測(cè)技術(shù)很難定量預(yù)警深部向斜軸部采場(chǎng)的沖擊危險(xiǎn)性，很難長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)到地應(yīng)力與工程布局之間不合理造成的應(yīng)力分布、能量釋放范圍。需要進(jìn)行人工強(qiáng)破壞、大空間介入方法，針對(duì)深部向斜軸部應(yīng)力顯現(xiàn)特征，人為施工窗口巷道進(jìn)行監(jiān)測(cè)，長(zhǎng)時(shí)間、大范圍、放大性監(jiān)測(cè)沖擊地壓危險(xiǎn)性。

發(fā)明內(nèi)容

（一）解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明的目的是針對(duì)深部向斜軸部采場(chǎng)沖擊危險(xiǎn)難以判定的情況，提出一種人為大窗口破壞與礦壓觀測(cè)相結(jié)合的沖擊危險(xiǎn)判斷方法。

（二）技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種大窗口破壞法判斷深部向斜軸部采場(chǎng)沖擊危險(xiǎn)性的方法，包括如下步驟：

步驟一、地應(yīng)力觀測(cè)與分析：根據(jù)采場(chǎng)具體位置、地質(zhì)開(kāi)采條件、開(kāi)采背景，進(jìn)行地應(yīng)力場(chǎng)觀測(cè)，已經(jīng)觀測(cè)過(guò)地應(yīng)力場(chǎng)的區(qū)域，現(xiàn)場(chǎng)研判地應(yīng)力對(duì)巷道的破壞痕跡，作為沖擊危險(xiǎn)預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)；

步驟二、人為大窗口介入技術(shù)：針對(duì)深部向斜軸部采場(chǎng)，根據(jù)地應(yīng)力場(chǎng)觀測(cè)結(jié)果，沿主應(yīng)力方向的垂直方位布置觀測(cè)巷道，在巷道內(nèi)垂直頂?shù)装逯гO(shè)存在弱斷面的木支柱，木支柱上安裝角度儀；

步驟三、窗口內(nèi)位移（角度）突變判斷沖擊危險(xiǎn)性：連續(xù)觀測(cè)角度計(jì)角度變化情況，出現(xiàn)多個(gè)角度儀角度突變時(shí)作為沖擊危險(xiǎn)性預(yù)警。

本發(fā)明的積極效果是：

1、通過(guò)對(duì)深部向斜軸部采場(chǎng)進(jìn)行地應(yīng)力觀測(cè)與現(xiàn)場(chǎng)分析，獲取地應(yīng)力的主方向，結(jié)合采場(chǎng)工程布置情況，研判沖擊危險(xiǎn)區(qū)域；

2、采取人為大窗口介入技術(shù)，即在巷道內(nèi)，沿主應(yīng)力方向垂直的方位，沿巷道走向施工多條觀測(cè)巷道，在巷道內(nèi)支設(shè)安裝角度儀的木支柱；

3、通過(guò)連續(xù)觀測(cè)角度儀變化，結(jié)合動(dòng)力顯現(xiàn)（微震等），以多個(gè)角度儀的角度發(fā)生突變進(jìn)行沖擊危險(xiǎn)性實(shí)時(shí)預(yù)警。

附圖說(shuō)明

圖1是地應(yīng)力監(jiān)測(cè)結(jié)果示意圖，圖2窗口設(shè)計(jì)示意圖， 圖3是角度曲線。

具體實(shí)施方式