巷道圍巖變形、沖擊礦壓、煤與瓦斯突出綜合治理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種一種巷道圍巖變形、沖擊礦壓、煤與瓦斯突出綜合治理方法，尤其涉及深部礦井工作面多種動力災害耦合并存的綜合治理方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國國民經濟的發展，能源的需求量日益增加，煤炭作為我國能源結構的主要組成部分，其開采強度逐步提高。近年來，大批礦井開采活動進入深部，原來在淺部開采活動中未出現的災害逐個顯露，如沖擊礦壓、軟巖大變形等。同時還出現同一工作面多種動力災害耦合并存的現象，各種動力災害相互誘發、促進，使深部礦井工作面的開采環境進一步惡化，安全隱患增大。
[0003]在具有巷道大變形、沖擊礦壓、煤與瓦斯突出等多種災害耦合并存的工作面，急需一種綜合、高效的治理方法，以保障安全開采。根據以往的治理技術和經驗，針對巷道大變形，主要方法是基于圍巖強度強化理論，采用錨桿主動支護的方法，提高圍巖強度，使巷道圍巖的破碎區及塑性區強度增加，充分發揮圍巖的自承能力，達到防治圍巖變形的目的；針對沖擊礦壓，主要方法是基于煤巖體強度弱化減沖原理，采用大直徑鉆孔卸壓、煤體爆破等方法，使煤巖體破碎，降低其儲存及釋放彈性能的能力，在煤巖體內形成一個弱化吸能帶，有效降低以地震波形式傳遞能量的采掘、地質構造活動對圍巖的影響，達到防治煤巖體沖擊的目的；針對煤與瓦斯突出，主要采用一系列的煤層增透技術，配以穿層孔、順層孔、地面鉆孔等抽放方法，抽放煤層中瓦斯，降低瓦斯含量，減弱瓦斯壓力、瓦斯解析能參于煤與瓦斯突出的能力，達到防治煤與瓦斯突出的目的。
[0004]針對巷道圍巖變形、沖擊礦壓、煤與瓦斯突出的治理方法由于側重點不同，指導理論有所差異，因而操作工序有時會交叉，甚至相抵觸。在深部礦井工作面各種動力災害耦合并存的情況下，需要一種綜合的防治方法，能融合各治理技術的優點，并有針對性的、分區的、高效的治理各種動力災害。因此，有必要探求一種適用于深部礦井工作面的綜合防治巷道圍巖變形、沖擊礦壓、煤與瓦斯突出的方法。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是針對深部礦井工作面多種動力災害并存的現實，提供一種可協調各動力災害防治措施，對不同區域煤體施工不同治理方法，達到綜合高效防治巷道圍巖變形、沖擊礦壓、煤與瓦斯突出深部動力災害的目的。
[0006]本發明基于巷道圍巖強度強化理論、煤巖體弱化減沖理論、瓦斯抽放理論，采用錨桿主動支護技術、大直徑鉆孔卸壓技術、順層孔瓦斯抽放技術，綜合治理巷道圍巖變形、沖擊礦壓、煤與瓦斯突出，本發明提供了一種巷道圍巖變形、沖擊礦壓、煤與瓦斯突出綜合治理方法，其特征在于，其包括如下步驟:
[0007]a.采用錨桿、錨索聯合主動支護技術，在巷道圍巖內形成加固區；
[0008]b.采用大直徑卸壓鉆孔，在工作面煤巖體內形成弱化區；
[0009]c.采用瓦斯抽放鉆孔，在工作面內形成瓦斯抽放區。
[0010]進一步，作為優選，在所述的步驟a中，在巷道圍巖內形成加固區的具體方法為:根據巷道圍巖物理參數及頂、煤、底結構特征，確定合理的主動支護方式進行巷道圍巖支護工序，然后采用錨桿、錨索提高巷道圍巖體強度，在巷道周圍形成一個加固區，承擔巖層施加的應力，減少巷道圍巖變形量。
[0011]進一步，作為優選，所述的步驟b中，具體為:在工作面兩巷向工作面一側煤壁上施工大直徑卸壓鉆孔，鉆孔直徑大于108mm，孔深15?20m，間距3?3.5m，垂直煤壁布置，鉆孔位于錨桿間距中間；然后對大直徑鉆孔進行注漿封孔，封孔深度應超過錨桿或錨索向煤體內延伸最遠點I?2m，從而在加固區外圈至大直徑鉆孔孔底形成弱化區，該弱化區能夠吸收各種動載能量。
[0012]進一步，作為優選，所述的步驟c中，具體方法為:在大直徑卸壓鉆孔施工完成后，再根據抽放時間每間隔一定距離施工一個瓦斯抽放鉆孔，封孔長度不小于大直徑鉆孔長度，避免抽放鉆孔竄氣，巷道兩側的瓦斯抽放鉆孔應相互交叉，不在工作面內留抽放盲區，充分抽放工作面內部煤層中的瓦斯，形成抽放區。
[0013]進一步，作為優選，施工大直徑卸壓鉆孔時，當煤厚小于2m時在煤層中部布置一排鉆孔，當煤厚大于2m時，采用雙排眼或三排眼布置鉆孔。
[0014]進一步，作為優選，，具體的主動支護方式為:工作面巷道斷面采用錨網索聯合支護，巷道頂板采用Φ22-500/2800左旋無縱筋高強錨桿，間排距750X750mm ;幫部采用Φ22-500/2500右旋全螺紋高強錨桿，間排距700X750mm ;錨索為Φ22-6300高強錨索，間排距1000X 1500mm ;采用的菱形網頂板規格為5000 X 900mm，幫部為3200 X 900mm:頂板錨桿采用7眼M5鋼帶連結，長L = 5000mm,幫部為5眼M5鋼帶，長L = 3200mm ;錨索交替使用長L = 2500mm，和長L = 3500mm的18號槽鋼連結，在圍巖范圍2_3m范圍內形成了加固區結構。
[0015]本發明采用錨桿主動支護技術、大直徑鉆孔卸壓技術、瓦斯抽放技術的深井工作面綜合治理方法，主要包括:在巷道圍巖內圈由錨桿、大直徑鉆孔注漿封孔段形成加固區，控制巷道圍巖變形；向煤體深部至大直徑鉆孔孔底形成弱化減沖區，降低外部動載對巷道圍巖的擾動；再向外，由抽放鉆孔形成抽放區，充分抽放煤層內瓦斯，降低煤與瓦斯突出危險程度。
[0016]本發明具有如下優點:
[0017]1、充分利用了錨桿主動支護技術、大直徑鉆孔卸壓技術、瓦斯抽放技術的優勢，對具有巷道圍巖變形、沖擊礦壓、煤與瓦斯突出危險的工作面有較高適用性；
[0018]2、協調了各動力災害防治技術在時間空間上的分配，把工作面分為加固區、弱化區、抽放區，使各項治理措施互不干擾，充分發揮作用；
[0019]3、本綜合治理方法使工作面煤巖體形成加固區、弱化區、抽放區，有針對性的、高效的防治巷道圍巖變形、沖擊礦壓、煤與瓦斯突出動力災害；
[0020]4、施工簡單，安全可靠，效果好，具有廣泛的實用性。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發明的巷道圍巖變形、沖擊礦壓、煤與瓦斯突出綜合治理方法鉆孔布置示意圖。
[0022]圖2是本發明的巷道圍巖變形、沖擊礦壓、煤與瓦斯突出綜合治理方法鉆孔布置平面圖。
[0023]圖3是本發明加固區、弱化區、抽放區剖面圖。
[0024]圖4是本發明加固區、弱化區、抽放區平面圖。
[0025]圖中:1-瓦斯抽放鉆孔；2_大直徑卸壓鉆孔；3_支護錨桿；4_支護錨索；a_支護體錨桿、錨索向煤巖體延伸最大長度；b-大直徑鉆孔封孔過a距離，取I?2m ;c-大直徑鉆孔未封孔長度；d-工作面抽放區長度。
[0026]其中:加固區對應a、b范圍，弱化區對應c范圍，抽放區對應d范圍。
【具體實施方式】
[0027]下面以某礦具體工程地質情況，具體說明本發明實施方