【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種工作面迎頭定向長距離預卸壓鉆孔施工方法，屬于煤礦安全生產。
技術介紹
1、隨著煤礦開始向深部開采，高應力、高瓦斯礦井日益增加。深部礦井中巖層積聚的變形能更大，開采過程中頂板也會積聚較大的彈性能量，斷層區域易于形成高應力區，具有發生動壓現象的條件。再者，高瓦斯的存在直接影響煤巖體的物理性質和變形性質，且瓦斯壓力以體積力的形式作用于煤巖體，對沖擊地壓的發生起到促進作用。而且沖擊地壓發生時還會伴有大量瓦斯涌出，易于造成其他災害事故。為了降低災害發生的可能性，提高礦井開采安全性，目前高瓦斯、沖擊地壓礦井，工作面掘進及回采期間治理沖擊地壓和瓦斯災害時需要施工迎頭及瓦斯抽采孔，在施工過程中可能出現透孔現象帶來漏風影響，進而影響瓦斯抽采效果，其次受防沖限員影響，可進入巷道內進行卸壓施工的人員有限，也可能導致卸壓工程的拖后；大量卸壓鉆孔和瓦斯抽采鉆孔的施工會造成相互干擾及人員頻繁調動，從而影響掘進效率，對礦井掘進提效、緩解接續緊張局面不利。
2、基于上述問題，如何提供一種新的方法，能實現在提高瓦斯抽采率的同時，有效進行煤層卸壓，并且減少瓦斯抽采鉆孔、卸壓鉆孔施工工藝之間的相互干擾和人員調動，從而大大提升巷道的掘進效率，是本專利技術所需研究的方向。
技術實現思路
1、針對上述現有技術存在的問題，本專利技術提供一種工作面迎頭定向長距離預卸壓鉆孔施工方法，能實現在提高瓦斯抽采率的同時，有效進行煤層卸壓，并且減少瓦斯抽采鉆孔、卸壓鉆孔施工工藝之間的相互干擾和人員調動，從而大大
2、為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案是：一種工作面迎頭定向長距離預卸壓鉆孔施工方法，具體步驟為：
3、a、確定鉆孔布設方式：在巷道掘進期間采用鉆屑法進行監測，并根據當前巷道的孔深巷高比確定鉆屑法的沖擊危險性鉆粉率指標；在掘進之前通過鉆屑法對迎頭前方一定范圍內進行一次檢測：
4、①若該次檢測獲得的鉆粉率未達到沖擊危險性鉆粉率指標，則在迎頭向前方檢測的范圍內施工兩個垂直迎頭壁面且相互平行的長距離卸壓鉆孔，兩個長距離卸壓鉆孔對稱設置在巷道中性線兩側；
5、②若該次檢測獲得的鉆粉率達到沖擊危險性鉆粉率指標，則在迎頭向前方檢測的范圍內施工三個垂直迎頭壁面且相互平行的長距離卸壓鉆孔，其中一個長距離卸壓鉆孔處于巷道中性線上且高于另外兩個長距離卸壓鉆孔，另外兩個長距離卸壓鉆孔對稱處于巷道中性線兩側；
6、③若檢測過程中出現煤炮頻繁或壓力較大的動力現象，則在迎頭向前方檢測的范圍內施工五個垂直迎頭壁面且相互平行的長距離卸壓鉆孔，其中兩個長距離卸壓鉆孔對稱設置在巷道中性線兩側形成第一排列；另外三個長距離卸壓鉆孔等間距且處于中間的長距離卸壓鉆孔出于巷道中性線上、三個長距離卸壓鉆孔處于同一高度形成第二排列，第二排列低于第一排列；
7、b、確定鉆孔深度：利用綜合指數法和多因素耦合法對步驟a檢測的迎頭前方一定范圍進行沖擊危險性評定與劃分，分別確定沿掘進方向上弱、中等、強沖擊危險區域的長度，并根據各個危險區域的長度確定步驟a中各個長距離卸壓鉆孔的深度，且確保掘進后下一次施工時迎頭前方10m范圍的煤體處于卸壓范圍內；
8、c、調整鉆孔直徑：根據礦井實際情況調整鉆孔直徑；
9、d、調整鉆孔水平間距：根據礦井實際情況調整鉆孔水平間距；
10、e、迎頭前方卸壓施工：根據步驟a至步驟d確定的本次卸壓施工的鉆孔布設方式、鉆孔深度、鉆孔直徑和鉆孔間距，在迎頭向前方檢測范圍內進行卸壓施工；完成后從迎頭向前方掘進，直至達到下一次需要卸壓施工時停止掘進，并在當前迎頭位置重復步驟a至d后再次進行卸壓施工，如此循環，直至完成整個巷道掘進的施工；上述施工的卸壓鉆孔同時能作為瓦斯抽采鉆孔進行瓦斯抽采。
11、進一步，所述步驟①中兩個長距離卸壓鉆孔之間的水平間距為1.2～1.5m，且與巷道底板之間的距離為0.5～1.5m；所述步驟②中對稱處于巷道中性線兩側的兩個長距離卸壓鉆孔之間的水平間距為1.2～1.5m，且與巷道底板之間的距離h1為1.2～1.5m，處于巷道中性線上的長距離卸壓鉆孔與巷道底板之間的距離h2為1.6～2.0m，且h1與h2之間的高差dh為0.4～0.6m；所述步驟③中第一排列的兩個長距離卸壓鉆孔之間的水平間距為1.2～1.5m，且與巷道底板之間的距離為1.6～2.0m，第二排列的三個長距離卸壓鉆孔之間的水平間距為第一排水平間距的一半，且與巷道底板之間的距離為1.2～1.5m，且第一排列與第二排列之間的高差為0.4～0.6m。
12、進一步，所述步驟③中煤炮頻繁或壓力較大的動力現象具體判斷標準為：若鉆屑法施工過程中檢測獲得的鉆粉率達到沖擊危險性鉆粉率指標，并且鉆孔內伴隨著異響、片幫和煤或巖體產生明顯震動現象，則確定為煤炮頻繁或壓力較大的動力現象。
13、進一步，所述步驟a中根據當前巷道的孔深巷高比確定鉆屑法的沖擊危險性鉆粉率指標，具體為：
14、當孔深巷高比a<1.5時，確定沖擊危險性鉆粉率指標b≥1.5；
15、當孔深巷高比1.5≤a≤3時，確定沖擊危險性鉆粉率指標b≥2；
16、當孔深巷高比a>3時，確定沖擊危險性鉆粉率指標b≥3。
17、進一步，所述步驟b中確定各個長距離卸壓鉆孔的深度具體為：
18、進一步，所述步驟c具體為：設定鉆孔初始直徑為0.1～0.2m，根據礦井實際情況調整鉆孔直徑的大小，具體調整長距離卸壓鉆孔直徑的公式為：
19、
20、式中：p為碎脹系數取1.2～1.5，則取1.73～2.44；r0為鉆孔初始直徑，rb為調整后鉆孔直徑。
21、進一步，所述步驟d具體為：卸壓鉆孔水平間距的范圍為1～3m，根據礦井實際情況調整鉆孔水平間距，具體公式為：
22、
23、式中：d為鉆孔的水平間距，單位為米(m)；β為塌孔程度系數,β≥1；為鉆孔施工的鉆頭直徑，單位為米(m)；h為巷道高度，單位為米(m)；為有效卸壓應變率，對于強、中等和弱沖擊危險區域分別設為1.5％、1.0％、0.8％，即能有效防治沖擊地壓。
24、與現有技術相比，本專利技術先確定沖擊危險性鉆粉率指標，采用鉆屑法對迎頭前方一定范圍內進行一次檢測，將檢測的鉆粉率與指標進行比對，并結合檢測過程中是否發生動力現象，劃分成三種情況，每種情況分別對應一種卸壓鉆孔布設方式；然后根據迎頭前方沖擊危險性評定與劃分，確定卸壓鉆孔的深度；最后根據礦井實際情況調整卸壓鉆孔直徑及卸壓鉆孔的水平間距，從而按照獲得的卸壓鉆孔參數在迎頭向前方檢測范圍內進行卸壓施工。本專利技術這種根據不同情況分別確定對應的卸壓鉆孔布設方式及參數，且卸壓鉆孔能作為瓦斯抽采鉆孔進行瓦斯抽采，能實現在提高瓦斯抽采率的同時，有效進行煤層卸壓，并且降低了卸壓鉆孔施工的工程量和掘進工作面瓦斯抽采鉆孔和卸壓鉆孔等多道工序施工之間的相互干擾，減少了人員和資金的投入，提升了礦本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種工作面迎頭定向長距離預卸壓鉆孔施工方法，其特征在于，具體步驟為：
2.根據權利要求1所述工作面迎頭定向長距離預卸壓鉆孔施工方法，其特征在于，所述步驟①中兩個長距離卸壓鉆孔之間的水平間距為1.2～1.5m，且與巷道底板之間的距離為0.5～1.5m；所述步驟②中對稱處于巷道中性線兩側的兩個長距離卸壓鉆孔之間的水平間距為1.2～1.5m，且與巷道底板之間的距離h1為1.2～1.5m，處于巷道中性線上的長距離卸壓鉆孔與巷道底板之間的距離h2為1.6～2.0m，且h1與h2之間的高差Dh為0.4～0.6m；所述步驟③中第一排列的兩個長距離卸壓鉆孔之間的水平間距為1.2～1.5m，且與巷道底板之間的距離為1.6～2.0m，第二排列的三個長距離卸壓鉆孔之間的水平間距為第一排水平間距的一半，且與巷道底板之間的距離為1.2～1.5m，且第一排列與第二排列之間的高差為0.4～0.6m。
3.根據權利要求1所述工作面迎頭定向長距離預卸壓鉆孔施工方法，其特征在于，所述步驟③中煤炮頻繁或壓力較大的動力現象具體判斷標準為：若鉆屑法施工過程中檢測獲得的鉆粉率達到沖擊危險性鉆粉率
4.根據權利要求1所述工作面迎頭定向長距離預卸壓鉆孔施工方法，其特征在于，所述步驟A中根據當前巷道的孔深巷高比確定鉆屑法的沖擊危險性鉆粉率指標，具體為：
5.根據權利要求1所述工作面迎頭定向長距離預卸壓鉆孔施工方法，其特征在于，所述步驟C具體為：設定鉆孔初始直徑為0.1～0.2m，根據礦井實際情況調整鉆孔直徑的大小，具體調整長距離卸壓鉆孔直徑的公式為：
6.根據權利要求1所述工作面迎頭定向長距離預卸壓鉆孔施工方法，其特征在于，所述步驟D具體為：卸壓鉆孔水平間距的范圍為1～3m，根據礦井實際情況調整鉆孔水平間距，具體公式為：
...【技術特征摘要】
1.一種工作面迎頭定向長距離預卸壓鉆孔施工方法，其特征在于，具體步驟為：
2.根據權利要求1所述工作面迎頭定向長距離預卸壓鉆孔施工方法，其特征在于，所述步驟①中兩個長距離卸壓鉆孔之間的水平間距為1.2～1.5m，且與巷道底板之間的距離為0.5～1.5m；所述步驟②中對稱處于巷道中性線兩側的兩個長距離卸壓鉆孔之間的水平間距為1.2～1.5m，且與巷道底板之間的距離h1為1.2～1.5m，處于巷道中性線上的長距離卸壓鉆孔與巷道底板之間的距離h2為1.6～2.0m，且h1與h2之間的高差dh為0.4～0.6m；所述步驟③中第一排列的兩個長距離卸壓鉆孔之間的水平間距為1.2～1.5m，且與巷道底板之間的距離為1.6～2.0m，第二排列的三個長距離卸壓鉆孔之間的水平間距為第一排水平間距的一半，且與巷道底板之間的距離為1.2～1.5m，且第一排列與第二排列之間的高差為0.4～0.6m。
3.根據權利要求1所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：郭召順，李敏，楊瑞斌，王飛，劉澤偉，李家卓，周偉，
申請(專利權)人：山東能源集團西北礦業有限公司，
類型：發明
國別省市：
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