巷道围岩变形、冲击矿压、煤与瓦斯突出综合治理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种一种巷道围岩变形、冲击矿压、煤与瓦斯突出综合治理方法，尤其涉及深部矿井工作面多种动力灾害耦合并存的综合治理方法。
【背景技术】
[0002]随着我国国民经济的发展，能源的需求量日益增加，煤炭作为我国能源结构的主要组成部分，其开采强度逐步提高。近年来，大批矿井开采活动进入深部，原来在浅部开采活动中未出现的灾害逐个显露，如冲击矿压、软岩大变形等。同时还出现同一工作面多种动力灾害耦合并存的现象，各种动力灾害相互诱发、促进，使深部矿井工作面的开采环境进一步恶化，安全隐患增大。
[0003]在具有巷道大变形、冲击矿压、煤与瓦斯突出等多种灾害耦合并存的工作面，急需一种综合、高效的治理方法，以保障安全开采。根据以往的治理技术和经验，针对巷道大变形，主要方法是基于围岩强度强化理论，采用锚杆主动支护的方法，提高围岩强度，使巷道围岩的破碎区及塑性区强度增加，充分发挥围岩的自承能力，达到防治围岩变形的目的；针对冲击矿压，主要方法是基于煤岩体强度弱化减冲原理，采用大直径钻孔卸压、煤体爆破等方法，使煤岩体破碎，降低其储存及释放弹性能的能力，在煤岩体内形成一个弱化吸能带，有效降低以地震波形式传递能量的采掘、地质构造活动对围岩的影响，达到防治煤岩体冲击的目的；针对煤与瓦斯突出，主要采用一系列的煤层增透技术，配以穿层孔、顺层孔、地面钻孔等抽放方法，抽放煤层中瓦斯，降低瓦斯含量，减弱瓦斯压力、瓦斯解析能参于煤与瓦斯突出的能力，达到防治煤与瓦斯突出的目的。
[0004]针对巷道围岩变形、冲击矿压、煤与瓦斯突出的治理方法由于侧重点不同，指导理论有所差异，因而操作工序有时会交叉，甚至相抵触。在深部矿井工作面各种动力灾害耦合并存的情况下，需要一种综合的防治方法，能融合各治理技术的优点，并有针对性的、分区的、高效的治理各种动力灾害。因此，有必要探求一种适用于深部矿井工作面的综合防治巷道围岩变形、冲击矿压、煤与瓦斯突出的方法。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是针对深部矿井工作面多种动力灾害并存的现实，提供一种可协调各动力灾害防治措施，对不同区域煤体施工不同治理方法，达到综合高效防治巷道围岩变形、冲击矿压、煤与瓦斯突出深部动力灾害的目的。
[0006]本发明基于巷道围岩强度强化理论、煤岩体弱化减冲理论、瓦斯抽放理论，采用锚杆主动支护技术、大直径钻孔卸压技术、顺层孔瓦斯抽放技术，综合治理巷道围岩变形、冲击矿压、煤与瓦斯突出，本发明提供了一种巷道围岩变形、冲击矿压、煤与瓦斯突出综合治理方法，其特征在于，其包括如下步骤:
[0007]a.采用锚杆、锚索联合主动支护技术，在巷道围岩内形成加固区；
[0008]b.采用大直径卸压钻孔，在工作面煤岩体内形成弱化区；
[0009]c.采用瓦斯抽放钻孔，在工作面内形成瓦斯抽放区。
[0010]进一步，作为优选，在所述的步骤a中，在巷道围岩内形成加固区的具体方法为:根据巷道围岩物理参数及顶、煤、底结构特征，确定合理的主动支护方式进行巷道围岩支护工序，然后采用锚杆、锚索提高巷道围岩体强度，在巷道周围形成一个加固区，承担岩层施加的应力，减少巷道围岩变形量。
[0011]进一步，作为优选，所述的步骤b中，具体为:在工作面两巷向工作面一侧煤壁上施工大直径卸压钻孔，钻孔直径大于108mm，孔深15?20m，间距3?3.5m，垂直煤壁布置，钻孔位于锚杆间距中间；然后对大直径钻孔进行注浆封孔，封孔深度应超过锚杆或锚索向煤体内延伸最远点I?2m，从而在加固区外圈至大直径钻孔孔底形成弱化区，该弱化区能够吸收各种动载能量。
[0012]进一步，作为优选，所述的步骤c中，具体方法为:在大直径卸压钻孔施工完成后，再根据抽放时间每间隔一定距离施工一个瓦斯抽放钻孔，封孔长度不小于大直径钻孔长度，避免抽放钻孔窜气，巷道两侧的瓦斯抽放钻孔应相互交叉，不在工作面内留抽放盲区，充分抽放工作面内部煤层中的瓦斯，形成抽放区。
[0013]进一步，作为优选，施工大直径卸压钻孔时，当煤厚小于2m时在煤层中部布置一排钻孔，当煤厚大于2m时，采用双排眼或三排眼布置钻孔。
[0014]进一步，作为优选，，具体的主动支护方式为:工作面巷道断面采用锚网索联合支护，巷道顶板采用Φ22-500/2800左旋无纵筋高强锚杆，间排距750X750mm ;帮部采用Φ22-500/2500右旋全螺纹高强锚杆，间排距700X750mm ;锚索为Φ22-6300高强锚索，间排距1000X 1500mm ;采用的菱形网顶板规格为5000 X 900mm，帮部为3200 X 900mm:顶板锚杆采用7眼M5钢带连结，长L = 5000mm,帮部为5眼M5钢带，长L = 3200mm ;锚索交替使用长L = 2500mm，和长L = 3500mm的18号槽钢连结，在围岩范围2_3m范围内形成了加固区结构。
[0015]本发明采用锚杆主动支护技术、大直径钻孔卸压技术、瓦斯抽放技术的深井工作面综合治理方法，主要包括:在巷道围岩内圈由锚杆、大直径钻孔注浆封孔段形成加固区，控制巷道围岩变形；向煤体深部至大直径钻孔孔底形成弱化减冲区，降低外部动载对巷道围岩的扰动；再向外，由抽放钻孔形成抽放区，充分抽放煤层内瓦斯，降低煤与瓦斯突出危险程度。
[0016]本发明具有如下优点:
[0017]1、充分利用了锚杆主动支护技术、大直径钻孔卸压技术、瓦斯抽放技术的优势，对具有巷道围岩变形、冲击矿压、煤与瓦斯突出危险的工作面有较高适用性；
[0018]2、协调了各动力灾害防治技术在时间空间上的分配，把工作面分为加固区、弱化区、抽放区，使各项治理措施互不干扰，充分发挥作用；
[0019]3、本综合治理方法使工作面煤岩体形成加固区、弱化区、抽放区，有针对性的、高效的防治巷道围岩变形、冲击矿压、煤与瓦斯突出动力灾害；
[0020]4、施工简单，安全可靠，效果好，具有广泛的实用性。
【附图说明】
[0021]图1是本发明的巷道围岩变形、冲击矿压、煤与瓦斯突出综合治理方法钻孔布置示意图。
[0022]图2是本发明的巷道围岩变形、冲击矿压、煤与瓦斯突出综合治理方法钻孔布置平面图。
[0023]图3是本发明加固区、弱化区、抽放区剖面图。
[0024]图4是本发明加固区、弱化区、抽放区平面图。
[0025]图中:1-瓦斯抽放钻孔；2_大直径卸压钻孔；3_支护锚杆；4_支护锚索；a_支护体锚杆、锚索向煤岩体延伸最大长度；b-大直径钻孔封孔过a距离，取I?2m ;c-大直径钻孔未封孔长度；d-工作面抽放区长度。
[0026]其中:加固区对应a、b范围，弱化区对应c范围，抽放区对应d范围。
【具体实施方式】
[0027]下面以某矿具体工程地质情况，具体说明本发明实施方