软煤层巷道迎头冲击地压危险的监测方法

摘要

本发明公开了一种软煤层巷道迎头冲击地压危险的监测方法，它首先确定具有冲击地压危险的趋向性区域，在该区域的巷道迎头钻观测孔，观测孔中安装观测装置，通过观测装置确定具有冲击危险性煤层的所处深度，当掘进到该深度时需要采取防护措施，避免冲击地压事故发生。本发明观测方法简单、直观、容易操作、是软煤层巷道迎头冲击地压危险性预测的可靠的方法，从而解决了软冲击煤层巷道的安全掘进问题。

权利要求

1.一种软煤层巷道迎头冲击地压危险的监测方法，其特征在于，步骤如下：

第一步：确定具有冲击地压危险的趋向性区域

在软煤层巷道掘进时，通过类比、现场显现记录、相临采场冲击地压显现特征的分析、判定，确定出具有冲击地压危险的趋向性区域，需要在该区域掘进过程中对冲击地压危险性进行预测；

第二步、制作观测装置

观测装置包括加强套、带有锥头的PVC管、弹性推头和推杆；所述的PVC管长度大于观测钻孔深度；所述的加强套每间隔一定距离套在PVC管上，要求加强套的单轴抗压强度与观测煤层的抗压强度相当，加强套的外径要与观测钻孔直径相匹配，加强套的内径保证紧紧套在PVC管上；所述的弹性推头连接在推杆前端，要求弹性推头直径小于PVC管内径，在PVC管直径不变形的情况下能顺利地在PVC管推进；

第三步、布置钻孔进行危险性判断

先在巷道迎头钻深度10m的第一个观测孔，在第一个观测孔呈完整状态期间立即将上述的套有加强套的PVC管推入第一个观测孔中，直至推入第一个观测孔底部，停留一定时间后，再用推杆把弹性推头向PVC管中推进，在推进过程中当明显出现阻力或卡顿现象时，说明该段PVC管受到挤压发生了变形，该段煤体已达到一定的破坏状态，在此处掘进巷道时具有冲击危险；根据推杆的推入深度，即可得到具有冲击危险性煤层的所处深度，掘进到该深度时需要采取防护措施，避免冲击地压事故发生；

第四步、在推进过程中当推头顺利到达第一个观测孔底部时，说明该段PVC管未受到挤压变形，该段煤体没有冲击危险，可进行正常掘进；掘进到接近10m深度时，布置深度10m的第二个观测孔，按照第三步继续进行，依次类推，直至通过具有冲击地压危险的区域。

2.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述的推杆为一节节连接式金属杆。

说明书

软煤层巷道迎头冲击地压危险的监测方法

技术领域

[0001] 本发明属于煤矿开采技术领域。

背景技术

[0002] 在煤矿开采中，硬度普氏系数f小于等于1.0的煤层属于软煤层。目前在具有冲击地压危险性的软煤层中巷道掘进时，掘进迎头始终处于动态变化状态，如果巷道掘进过程的迎头前方伴随有构造、煤岩层结构异常、瓦斯异常等情况，其危险性监测和预测非常重要。冲击地压的预测在理论和技术上虽然取得了长足的发展，例如，目前冲击地压危险性预测方法，包括钻屑法、物理方法、应力监测法、矿压法、煤层含水变化、围岩变形等。由于冲击地压复杂性、随机性、突发性、破坏形式的多样性，使得冲击地压危险性预测有时候往往不够准确，这些方法只适应于一般煤层的冲击地压的预测，不适应煤体硬度低的软煤层。例如，采用钻屑法监测，由于煤层软，会扰动煤体，导致监测数据偏大；采用应力监测法，由于煤层软、影响因素多等因素操作难度大，等等。

[0003] 目前，还没有针对软煤层巷道迎头冲击地压危险性预测的可靠的方法。

发明内容

[0004] 本发明的目的是针对软煤层巷道迎头冲击地压危险性预测问题，提出一种可靠的监测方法。

[0005] 为达到上述目，本发明采取的技术方案是：

[0006] 一种软煤层巷道迎头冲击地压危险的监测方法，其特征在于，步骤如下：

[0007] 第一步：确定具有冲击地压危险的趋向性区域

[0008] 在软煤层巷道掘进时，通过类比、现场显现记录、相临采场冲击地压显现特征的分析、判定，确定出具有冲击地压危险的趋向性区域，需要在该区域掘进过程中对冲击地压危险性进行预测；

[0009] 第二步、制作观测装置

[0010] 观测装置包括加强套、带有锥头的PVC管、弹性推头和推杆；所述的PVC管长度大于观测钻孔深度；所述的加强套每间隔一定距离套在PVC管上，要求加强套的单轴抗压强度与观测煤层的抗压强度相当，加强套的外径要与观测钻孔直径相匹配，加强套的内径保证紧紧套在PVC管上；所述的弹性推头连接在推杆前端，要求弹性推头直径小于PVC管内径，在PVC管直径不变形的情况下能顺利地在PVC管推进；

[0011] 进一步，所述的推杆为一节节连接式金属杆。

[0012] 第三步、布置钻孔进行危险性判断

[0013] 先在巷道迎头钻深度10m的第一个观测孔，在第一个观测孔呈完整状态前立即将上述的套有加强套的PVC管推入第一个观测孔中，直至推入第一个观测孔底部，停留一定时间后，再用推杆把弹性推头向PVC管中推进，在推进过程中当明显出现阻力或卡顿现象时，说明该段PVC管受到挤压发生了变形，该段煤体已达到一定的破坏状态，在此处掘进巷道时具有冲击危险；根据推杆的推入深度，即可得到具有冲击危险性煤层的所处深度，掘进到该深度时需要采取防护措施，避免冲击地压事故发生；

[0014] 第四步、在推进过程中当推头顺利到达第一个观测孔底部时，说明该段PVC管未受到挤压变形，该段煤体没有冲击危险，可进行正常掘进；掘进到接近10m深度时，布置深度10m的第二个观测孔，按照第三步继续进行，依次类推，直至通过具有冲击地压危险的区域。

[0015] 本发明的积极效果是：观测方法简单、直观、容易操作、是软煤层巷道迎头冲击地压危险性预测的可靠的方法，从而解决了软冲击煤层巷道的安全掘进问题。

[0016] 本发明的工作原理和积极效果是：加强套强度与煤层抗压强度配套，一旦加强套发生变形，说明煤体已达到破坏状态；根据推杆的推入深度，得到具有冲击危险性的深度，从而掘进到该处时，采取防护措施，避免事故发生，从而解决了软冲击煤层巷道的安全掘进问题。

附图说明

[0017] 下面结合附图说明本发明的实施例。

[0018] 图1是本发明观测装置示意图；

[0019] 图2是本发明监测过程中钻孔示意图。

[0020] 图中：1-推杆，2-推头，3-PVC管，4-加强套，5-锥头，6-巷道，7-第一个观测孔，8-第二个观测孔。

具体实施方式

[0021] 如图1-2所示，本发明的软煤层巷道迎头冲击地压危险的监测方法如下：

[0022] 一、确定具有冲击地压危险的趋向性区域

[0023] 在软煤层巷道掘进时，通过类比、现场显现记录、相临采场冲击地压显现特征的分析、判定，确定出具有冲击地压危险的趋向性区域，需要在该区域掘进过程中对冲击地压危险性进行预测。

[0024] 二、制作选用观测装置

[0025] 观测装置如图1所示，包括加强套4、带有锥头5的PVC管3、弹性推头2和推杆1；所述的PVC管3长度大于观测钻孔深度；所述的加强套4每间隔一定距离套在PVC管3上，要求加强套4的单轴抗压强度与观测煤层的抗压强度相当，加强套4的外径要与观测钻孔直径相匹配，加强套4的内径保证紧紧套在PVC管3上；所述的弹性推头2连接在推杆1前端，要求弹性推头2直径小于PVC管3内径，在PVC管3直径不变形的情况下能顺利地在PVC管3推进。

[0026] 进一步，所述的推杆1为一节节连接式金属杆。

[0027] 三、布置钻孔进行危险性判断

[0028] 如图2所示，先在巷道6迎头钻深度10m的第一个观测孔7，在第一个观测孔7呈完整状态前立即将上述的套有加强套的PVC管3推入第一个观测孔7中，直至推入孔底部，停留一定时间后，再用推杆1把弹性推头2向PVC管3中推进，在推进过程中当明显出现阻力或卡顿现象时，说明该段PVC管3受到挤压发生了变形，该段煤体已达到一定的破坏状态，在此处掘进巷道时具有冲击危险；根据推杆1的推入深度，即可得到具有冲击危险性煤层的所处深度，掘进到该深度时需要采取防护措施，避免冲击地压事故发生；

[0029] 四、在推进过程中当推头2顺利到达第一个观测孔7底部时，说明该段PVC管3未受到挤压变形，该段煤体没有冲击危险，可进行正常掘进；掘进到接近10m深度时，布置第二个观测孔8，按照第三步继续进行，依次类推，直至通过具有冲击地压危险的区域。