[發(fā)明專利]一種工作面?zhèn)认驁?jiān)硬頂板誘發(fā)沖擊地壓的預(yù)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011504979.8
• 申請(qǐng)日: 2020-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN112483184A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘立友;周脈來;歐陽振華;陳建強(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
• 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)明公開了一種工作面?zhèn)认驁?jiān)硬頂板誘發(fā)沖擊地壓的預(yù)測(cè)方法，包括如下步驟：步驟一、懸頂結(jié)構(gòu)的量化：首先對(duì)巷道頂?shù)装暹M(jìn)行清除，見頂見底，采取等間距定點(diǎn)觀測(cè)懸頂結(jié)構(gòu)方法，間距10?12m；監(jiān)測(cè)確定側(cè)向懸頂尺寸；步驟二、側(cè)向頂板運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)化監(jiān)測(cè)：側(cè)向懸頂條件下，沖擊危險(xiǎn)區(qū)域與懸頂運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)，懸頂斷裂運(yùn)動(dòng)沿采空方向逐漸增大，觀測(cè)這種趨勢(shì)化運(yùn)動(dòng)強(qiáng)弱，即可判斷未來頂板運(yùn)動(dòng)引發(fā)的沖擊危險(xiǎn)性，沿煤層傾向，監(jiān)測(cè)頂板下沉量變化，采空側(cè)大于煤柱側(cè)，且未受到采動(dòng)影響的頂板下沉速度大的區(qū)域就是沖擊危險(xiǎn)高的區(qū)域。該方法通過對(duì)側(cè)向懸頂進(jìn)行結(jié)構(gòu)性量化觀測(cè)，定性確定側(cè)向頂板靜態(tài)下的空間結(jié)構(gòu)特征，對(duì)確定沖擊危險(xiǎn)性起到事先預(yù)判作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤礦開采技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種工作面?zhèn)认驁?jiān)硬頂板誘發(fā)沖擊地壓的預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)

采場(chǎng)堅(jiān)硬頂板導(dǎo)致的沖擊地壓占據(jù)較大比重，且其危險(xiǎn)性也較高，特別是工作面?zhèn)认虼嬖趫?jiān)硬懸頂結(jié)構(gòu)時(shí)，對(duì)順槽引發(fā)較強(qiáng)的沖擊地壓災(zāi)害。由于側(cè)向頂板懸頂?shù)目臻g結(jié)構(gòu)具有極其復(fù)雜性，導(dǎo)致順槽應(yīng)力場(chǎng)分布具有重大差異性，如何進(jìn)行工作面?zhèn)认驁?jiān)硬頂板型沖擊地壓預(yù)測(cè)，是煤礦面臨的重大技術(shù)難題。這種條件下的沖擊地壓危險(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)力等，其針對(duì)性、可靠性較差。

由于工作面?zhèn)认驁?jiān)硬懸頂結(jié)構(gòu)會(huì)造成沿空側(cè)巷道掘進(jìn)時(shí)面臨較大的靜態(tài)載荷，造成巷道掘進(jìn)期間的危險(xiǎn)性就很嚴(yán)重，開采期間再附加本工作面頂板動(dòng)態(tài)斷裂作用，其危險(xiǎn)性急劇增大。目前采取留巷技術(shù)，但由于存在側(cè)向懸頂結(jié)構(gòu)，煤層經(jīng)受側(cè)向工作面頂板運(yùn)動(dòng)整個(gè)過程的作用，導(dǎo)致巷道片幫、壓酥嚴(yán)重，造成局部高應(yīng)力。

到目前為止，還沒有針對(duì)側(cè)向堅(jiān)硬懸頂?shù)木唧w煤層條件，對(duì)順槽形成針對(duì)性、具體性的預(yù)測(cè)方法。特別是側(cè)向堅(jiān)硬頂板懸頂條件下，當(dāng)懸頂結(jié)構(gòu)發(fā)生失穩(wěn)斷裂運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致大面積、高級(jí)別沖擊能量釋放，發(fā)生破壞性沖擊地壓可能性增加。當(dāng)煤層具有強(qiáng)沖擊傾向、懸頂尺寸大、埋深大時(shí)，本工作面頂板斷裂來壓誘發(fā)沖擊，常規(guī)方法的常規(guī)監(jiān)測(cè)技術(shù)很難定量預(yù)警堅(jiān)硬頂板型沖擊地壓危險(xiǎn)性，且事先難以預(yù)知懸頂結(jié)構(gòu)造成的靜態(tài)危險(xiǎn)分布。因此側(cè)向堅(jiān)硬頂板條件下順槽沖擊地壓危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)到目前為止還沒有形成有效預(yù)測(cè)技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

（一）解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的是針對(duì)側(cè)向存在堅(jiān)硬懸頂條件下巷道沖擊危險(xiǎn)難以預(yù)測(cè)的情況，提出一種側(cè)向趨勢(shì)化動(dòng)態(tài)下沉觀測(cè)的方法。

（二）技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種工作面?zhèn)认驁?jiān)硬頂板誘發(fā)沖擊地壓的預(yù)測(cè)方法，包括如下步驟：

步驟一、懸頂結(jié)構(gòu)的量化：首先對(duì)巷道頂?shù)装暹M(jìn)行清除，見頂見底，采取等間距定點(diǎn)觀測(cè)懸頂結(jié)構(gòu)方法，間距 10-12m；監(jiān)測(cè)確定側(cè)向懸頂尺寸；

步驟二、側(cè)向頂板運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)化監(jiān)測(cè)：側(cè)向懸頂條件下，沖擊危險(xiǎn)區(qū)域與懸頂運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)，懸頂斷裂運(yùn)動(dòng)沿采空方向逐漸增大，觀測(cè)這種趨勢(shì)化運(yùn)動(dòng)強(qiáng)弱，就可判斷未來頂板運(yùn)動(dòng)引發(fā)的沖擊危險(xiǎn)性，沿煤層傾向，監(jiān)測(cè)頂板下沉量變化，采空側(cè)大于煤柱側(cè)，且未受到采動(dòng)影響的頂板下沉速度大的區(qū)域就是沖擊危險(xiǎn)高的區(qū)域，

本發(fā)明的積極效果是：

1、通過對(duì)側(cè)向懸頂進(jìn)行結(jié)構(gòu)性量化觀測(cè)，定性確定側(cè)向頂板靜態(tài)下的空間結(jié)構(gòu)特征，對(duì)確定沖擊危險(xiǎn)性起到事先預(yù)判作用；

2、針對(duì)側(cè)向懸頂型沖擊地壓的頂板運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)化特性，采取沿傾向進(jìn)行巷道頂板下沉量觀測(cè)，判斷側(cè)向頂板趨勢(shì)化運(yùn)動(dòng)誘發(fā)沖擊危險(xiǎn)性；

3、通過重點(diǎn)危險(xiǎn)區(qū)域頂板下沉速度對(duì)比觀測(cè)，獲取巷道靜態(tài)條件下側(cè)向頂板運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)導(dǎo)致的沖擊危險(xiǎn)區(qū)域，進(jìn)行沖擊危險(xiǎn)強(qiáng)弱性預(yù)警。

附圖說明

圖1是側(cè)向懸頂結(jié)構(gòu)示意圖，圖2頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)示意圖， 圖3是頂板下沉量對(duì)比曲線示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施例提供一種工作面?zhèn)认驁?jiān)硬頂板誘發(fā)沖擊地壓的預(yù)測(cè)方法，包括步驟如下：