煤矿周边城市强矿震减灾方法与流程

本发明属于公共安全与采矿工程技术领域。

背景技术：

我国很多煤矿建于上个世纪30-60年代，很多城市是依托煤炭开发而逐步发展起来的。随着煤炭资源大范围开采，目前大多进入深部开采，且资源储量正在慢慢枯竭，由于矿山开采深度大、范围广、开采边界复杂多变，在某些区域因开采不充分而积聚高能量，特别是积聚在坚硬、完整地层内的能量，随着时间推移，或者遭遇强扰动时，关键岩层出现大面积失稳，发生本质意义上的矿震(类似地震)，对临近城市造成破坏的危险。对于老矿井而言，容易在一些已经停采的采区、矿井采空区中部等部位发生大能量矿震，这类矿震难以防范，矿井进入衰老后期的治理无从下手，而且老矿井开采空间大，岩层扰动次数多范围大，经多次反复运动岩层破坏，抗震动能力差。这种条件下矿震的治理不同于常规动力灾害，不只是简单的保障开采期间安全，更重要的是必须考虑在采后保持长期地层平静，对城市不再造成潜在的威胁。

技术实现要素：

本发明的目的是为了预防老矿井诱发的强矿震问题，提出一种煤矿周边城市强矿震减灾方法，使采后地层保持长期平静，对城市不再造成潜在的威胁。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种煤矿周边城市强矿震减灾方法，其特征在于，采取的措施如下：

第一、在工作面开采到靠近城市区域的停采线时，利用煤矿井下现有巷道系统，在停采线附近的煤层中，掘进两条卸压巷道，卸压巷道间距15-20m，卸压巷道平行于工作面停采线方向掘进，面积一般在6-8m²，卸压巷道采用炮掘，简易支护，边监测、边卸压、边掘进，直至贯穿煤层高应力区域，形成人造空间，使采空区能量缓慢向人造空间释放，将扰动应力截流并向远离城市区域的其他区域传递；

第二、对采煤后顶板岩层没有发生沉降的采空区，在靠近城市方向部位，实施顶板爆破，使顶板大面积沉降形成一个缓冲带；

第三、利用煤矿井下现有巷道系统，对靠近城市边缘部位的关键震动岩层底部或该岩层之下的邻近层中，掘进一条缓冲巷道，缓冲巷道掘成后，先对该巷道切顶，再后退式爆破断顶；

上述的切顶，是在缓冲巷道顶部打注水孔，孔深穿过关键震动岩层，通过注水孔对顶部裂隙进行高压注水，使关键震动岩层与原岩体分离；

上述的后退式爆破断顶，是有里向外在缓冲巷道顶部和两帮打断顶爆破孔，孔深到达关键震动岩层厚度3/4以上，装药爆破后，缓冲巷道作为破碎岩石的碎张空间，使关键震动岩层破坏、起到应力缓冲作用。

第四、在靠近城市区域的地面向地下打注水孔，孔深达到第四系风化带以下，通过向风化带以下的软岩层注水，使之软化，起到截流和减缓震动波强度的作用。

本发明的积极效果是：通过上述措施，地压能量大幅度释放，使强矿震不会波及到临近城市，降低强矿震对地面建筑物造成的破坏性。

附图说明

下面结合附图说明本发明的实施。

图1是本发明的实施例的平面布置图示意图；

图2是图1的A-A向示意图。

图例说明，1-工作面，2-停采线，3-卸压巷道，4-缓冲巷道，5-地面注水孔，6-城市区域，7-现有巷道系统，8-断顶爆破孔，9-注水孔，10-顶板爆破孔，11-地面建筑物，12-第四系地层，13-风化带，14-软岩层，15-关键震动岩层，16-顶板岩层，17-煤层，18-采空区。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种煤矿周边城市强矿震减灾方法，如下：

一、在工作面1开采到靠近城市区域6的停采线2时，利用煤矿井下现有巷道系统7，在停采线2附近的煤层17中，掘进两条卸压巷道3，卸压巷道3间距15-20m，巷道平行于工作面停采线2方向掘进，面积一般在6-8m²，卸压巷道3采用炮掘，简易支护，边监测、边卸压、边掘进，直至贯穿煤层高应力区域，形成人造空间，使采空区能量缓慢向人造空间释放，将扰动应力截流并向远离城市区域6的其他区域传递。

二、对采煤后顶板岩层16没有发生沉降的采空区18，在靠近城市区域6方向部位，钻顶板爆破孔10，实施顶板爆破，使顶板岩层16大面积沉降形成一个缓冲带。

三、利用煤矿井下现有巷道系统7，对靠近城市区域6边缘部位的关键震动岩层15底部(或该岩层之下的邻近层中)，掘进一条缓冲巷道4，缓冲巷道4掘成后，先对该巷道切顶，再后退式爆破断顶：

上述的切顶，是在缓冲巷道4顶部打注水孔9，孔深穿过关键震动岩层15，通过注水孔9对顶部裂隙进行高压注水，使关键震动岩层15与原岩体分离；

上述的后退式爆破断顶，是有里向外在缓冲巷道4顶部和两帮打断顶爆破孔8，孔深到达关键震动岩层15厚度3/4以上，装药爆破后，缓冲巷道4作为破碎岩石的碎张空间，使关键震动岩层15破坏、起到应力缓冲作用。

四、在靠近城市区域6的地面向地下打地面注水孔5，孔深达到第四系地层12的风化带13以下，通过向风化带13以下的软岩层14注水，使之软化，起到截流和减缓震动波强度的作用。

通过上述措施，地压能量大幅度释放，使强矿震不会波及到临近城市，降低强矿震对地面建筑物11造成的破坏性。