[發明專利]一種勻速鉆屑預測沖擊地壓危險的方法及裝置

有效

• 申請號: 202210901460.6
• 申請日: 2022-07-28
• 公開（公告）號: CN115059510B
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 歐陽振華;易海洋;崔峰;周然然;王瓊;姬振興;石增柱;馬宏軍;李根;邱海濤
• 申請（專利權）人: 華北科技學院
• 主分類號: E21F17/00
• 分類號: E21F17/00;E21D9/10;E21B7/02;E21B44/00;G01L5/00
• 代理公司: 北京合創致信專利代理有限公司 16127
• 代理人: 劉素霞

本發明提供一種勻速鉆屑預測沖擊地壓危險的方法及裝置，所述方法為，在鉆屑過程中，始終保持鉆機以勻速鉆進，并實時監測鉆機的推力大小，根據煤體應力與鉆機推力成正比的規律，預測監測區的沖擊地壓危險性。該沖擊地壓危險的方法不需要測試鉆屑孔鉆進過程中每米排出的煤粉量，對于含水層高和軟弱煤層同樣適用。同時本發明通過測試鉆進過程中鉆機的推力，無需測試煤粉量，也相應的避免煤粉量稱量誤差和工人主觀經驗差異導致的預測誤差。

技術領域

本發明屬于電數字數據處理的技術領域，具體涉及一種勻速鉆屑預測沖擊地壓危險的方法及裝置。

背景技術

在礦井巷道兩側煤體中打鉆屑孔時，鉆出的煤粉量與煤體應力狀態具有定量的關系，當應力狀態不同時，其鉆孔的煤粉量也不同。鉆屑法就是利用這種原理，往煤體中打直徑42～50mm的鉆孔，根據鉆進過程中單位孔深排出的煤粉量及其變化規律和發生的動力現象，判別煤體應力集中程度、峰值大小及位置，進而預測沖擊地壓危險的方法。當單位長度的鉆屑量增大或超過臨界值，或者鉆進過程中出現頂鉆、卡鉆、吸鉆、孔內聲響等動力現象時，表示應力集中程度增加，沖擊地壓危險性升高。這種方法能同時檢測多項與沖擊地壓有關的因素，簡便易行，便于操作，是我國沖擊地壓礦井普遍采用的一種沖擊地壓監測方法。

但是現有的鉆屑法存在著以下問題：

(1)對于含水率高的煤層，由于水的存在，鉆屑施工過程中難以取得鉆進每米鉆孔的煤粉量，導致鉆屑法失效。

(2)鉆孔施工過程中，稱量得到的每米鉆孔的煤粉量與實際該位置排出的煤粉量存在較大差異，導致預測誤差大。

(3)利用煤粉量預測，需要測得正常應力區的煤粉量，利用實際煤粉量和正常煤粉量之比來預測沖擊地壓危險。而正常煤粉量與人為選擇的鉆孔地點有很大關系，工人主觀經驗對實際測試結果的影響較大。

因此，需要提供一種針對上述現有技術不足的改進技術方案。

發明內容

本發明的目的在于提供一種勻速鉆屑預測沖擊地壓危險的方法及裝置，以至少解決目前鉆屑法預測沖擊地壓誤差較大等問題。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種勻速鉆屑預測沖擊地壓危險的方法，所述方法為，在鉆屑過程中，始終保持鉆機以勻速鉆進，并實時監測鉆機的推力大小，根據煤體應力與鉆機推力成正比的規律，預測監測區的沖擊地壓危險性。

如上所述的勻速鉆屑預測沖擊地壓危險的方法，優選地，在回采工作面以及靠近回采工作面的巷道兩幫上的鉆孔距離地面高度為0.5～1.5m；回采工作面上相鄰鉆孔間距為10～50m，巷道兩側上相鄰鉆孔間距為10～30m。

如上所述的勻速鉆屑預測沖擊地壓危險的方法，優選地，靠近回采工作面的巷道兩側鉆孔至少超前工作面100m。

如上所述的勻速鉆屑預測沖擊地壓危險的方法，優選地，在掘進工作面以及靠近掘進工作面的巷道兩幫上的鉆孔距離地面高度為0.5～1.5m，掘進工作面以及巷道兩幫上相鄰鉆孔間距均為10～30m。

如上所述的勻速鉆屑預測沖擊地壓危險的方法，優選地，在掘進工作面上每10m²～20m²的面積范圍內布置一個鉆孔。

如上所述的勻速鉆屑預測沖擊地壓危險的方法，優選地，靠近掘進工作面的巷道兩幫上的鉆孔布置范圍至少在掘進工作面后方60m。

如上所述的勻速鉆屑預測沖擊地壓危險的方法，優選地，鉆孔垂直于煤壁或平行于煤層布置，鉆孔的深度范圍小于3～4倍巷高，鉆孔深度不超過15m。

如上所述的勻速鉆屑預測沖擊地壓危險的方法，優選地，在正常應力區域施工多個鉆孔，獲得鉆進過程中鉆機推力隨鉆進深度變化的曲線，取曲線各處的平均值作為基礎推力，記為T_0i；