[發明專利]一種高應力煤層卸支注一體化綜合治理方法

有效

• 申請號: 202110784457.6
• 申請日: 2021-07-12
• 公開（公告）號: CN113446010B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 張建國;王滿;朱同功;張國川;王英偉;李明杰;馬敏;楊黨委;楊戰標;白瑩;牛澤華;王維;邱國強
• 申請（專利權）人: 中國平煤神馬能源化工集團有限責任公司;平頂山天安煤業股份有限公司
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D20/00;E21D21/00;E21F7/00
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理有限公司 11200
• 代理人: 邱曉鋒

本發明提供一種高應力煤層卸支注一體化綜合治理方法，首先在工作面執行超前卸壓鉆孔通過匯總分析工作面壓力監測數據和壓力顯現特征，對來壓異常區域頂板重點防控、支架及時補壓，然后在超前工作面回采巷道頂板進行桁架梁超前加固措施，將淺部巖層通過U型鋼和提拉錨索整體固定在深部穩定巖層中，最后在工作面采用深、淺孔和兩巷順層配合的注水方式，順層注水孔利用鉆機將原風巷已封孔即順層抽放鉆孔擴孔，注水孔隨采面推進外移，循環進行選孔、擴孔、注水、二次注水?！靶吨ёⅰ币惑w化技術可有效維護回采巷道完整性，消除瓦斯超限，降低瓦斯涌出量，使煤體充分濕潤，減小了煤層片幫、突出危險，并且降塵效果顯著，改善了職工的作業環境。

技術領域

本發明涉及一種高應力煤層卸支注一體化綜合治理方法，能有效維護回采巷道完整性，消除瓦斯超限，降低瓦斯涌出量，使煤體充分濕潤，減小了煤層片幫、突出危險，尤其適用于解決高應力突出煤層工作面安全高效開采的技術難題。

背景技術

我國資源稟賦具有“富煤、貧油、少氣”的特點，導致煤炭在我國一次能源消費中一直占據著70％的比例。隨著淺部資源的枯竭，我國礦井采深每年以10-20m的速度向深部轉移。隨著礦井采深逐年增加，多數采煤工作面面臨著圍巖應力增高、維護困難、易瓦斯超限等問題，高應力突出煤層工作面在回采過程中，在高應力集中作用下，極易發生煤壁大面積片幫，甚至誘導煤與瓦斯突出事故，且在割煤期間產塵大，工作面作業環境差，嚴重制約工作面的安全高效開采。

為解決深部煤層圍巖應力高、瓦斯超限等問題，許多方法應運而生，傳統的鉆孔卸壓法在我國得到了很大的推廣，該技術是降低巷道圍巖應力的一種經濟合理的高效技術。鉆孔卸壓技術是在巷道圍巖頂板或兩幫進行鉆孔，使圍巖中的應力重新分布，控制圍巖的變形，使掘進巷道淺部圍巖高應力向圍巖深部遷移變動，巷道周圍圍巖處于低應力區，從而加大了巷道圍巖的穩定性。但是鉆孔卸壓在轉移圍巖應力的同時，弱化了圍巖結構，同時圍巖變形變大，巷道維護困難。煤層注水是通過鉆孔注入壓力水，使其滲入煤體內部，增加煤體的含水率和塑性，預防煤層片幫、突出危險，降低割煤期間的產塵量，并且減小工作面回風流中的瓦斯濃度。但是常規的單孔注水效率低、浸潤煤壁效果差，在注水期間封孔器壓力不均勻，并且出現鄰孔容易出水的問題。因此，綜合目前各技術的優點，并對各技術的不足進行改進，本發明將提供一種“卸支注”三位一體的綜合治理方法。

發明內容

本發明的目的是要克服現有技術中的不足之處，提供一種高應力煤層卸支注一體化綜合治理方法，通過在工作面執行超前卸壓鉆孔，來降低超前應力，在超前工作面回采巷道頂板進行桁架梁超前加固措施，提高支護強度，有效維護回采巷道完整性，最后實施煤層注水，增加煤體的含水率和塑性，消除瓦斯超限，降低瓦斯涌出量，減小了煤層片幫、突出危險，并且該技術降塵效果顯著，改善了職工的作業環境，從而破解了高應力突出煤層工作面安全高效開采的技術難題。

本發明的一種高應力煤層卸支注一體化綜合治理方法，包括以下步驟：

a、針對高應力突出煤層工作面，明確卸壓空間范圍，確定卸壓鉆孔施工鉆孔長度、孔徑等參數，卸壓鉆孔參數確定后，采用大功率鉆機在工作面回采巷道施工超前卸壓鉆孔；

b、隨后對工作面回采巷道支護情況進行監測，首先匯總分析工作面壓力監測數據和壓力顯現特征，對工作面液壓支架的來壓異常區域的頂板進行重點防控、對工作面液壓支架及時補壓，并在超前工作面回采巷道的頂板進行桁架梁超前加固措施，以將淺部巖層通過U型鋼和提拉錨索整體固定在深部穩定巖層中；

c、在工作面采用深、淺孔和兩巷順層配合的注水方式進行注水，順層注水孔是利用巷道原有順層瓦斯抽采孔進行機械擴孔而得到的注水孔，注水孔隨采煤工作面推進外移，循環進行選孔、擴孔、注水、二次注水。