一种基于强弱强结构爆注一体化区域防突方法，属于煤矿井下区域防突方法。采用从预掘巷道的底抽巷中向预掘巷道两侧施工两排爆注孔，并依次进行松动爆破、水力压裂、瓦斯抽采作业。松动爆破使得煤层裂隙迅速扩张，为水流与瓦斯提供流动通道。压裂作业注入的大量水流能够将煤层中的瓦斯驱替出来，使瓦斯沿着爆破产生的裂隙通道运移，使瓦斯抽采作业更加高效。当爆破、压裂、抽采这一系列作业完成后，便在预掘巷道两侧的爆注孔位置形成应力弱区，之后在预掘巷道的掘进过程中，由于巷道两侧形成强弱强耦合结构，产生煤层应力的缓冲区，有效抑制了由于煤层应力以及瓦斯压力引起的煤与瓦斯突出危险。
1.一种基于强弱强结构爆注一体化区域防突方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.对预掘巷道周围煤层进行松动爆破，促进煤层裂隙发育，增加瓦斯运移通道，改善煤层低渗透性问题，首先确定煤层（1）预掘巷道（3）的位置，然后在预掘巷道（3）的下方20-30m处施工巷道底抽巷（4）；
b.从巷道底抽巷（4）中向上施工两排爆注孔（5），爆注孔（5）与煤层（1）底板的交点距预掘巷道（3）的距离为Xm；距离Xm根据煤层（ 1） 大小以及设计保护范围确定，取值为5-15m;用PVC送药管（6）将矿用炸药（7）送至爆注孔（5）中的煤层（1）中部，并在矿用炸药（7）下方安装有板条（8）以防止炸药（7）滑落；所述的巷道底抽巷（4）作为巷道高抽巷时，针对底板的措施改为顶板措施；所述的爆注孔（5）为穿层钻孔，通过岩层（2）并穿过煤层（1）不少于0.5m，同一排的相邻爆注孔（5）间隔根据煤层（1）情况确定，取5-100m；c.在煤层（1）底板处使用封孔装置（9）进行封孔作业，封孔完成后，通过高压管（10）向爆注孔（5）内注水，水力压裂作业使得煤层中的裂隙进一步发育，同时水流能够对煤层中的瓦斯进行驱替，注满水后即可进行松动爆破，爆破采用正向爆破；
d.用钻机沿着完成爆破后的爆注孔（5）再次进行钻孔，防止爆注孔（5）因爆破作业后产生塌孔、堵孔；
e.通过高压管（10）对爆注孔（5）进行水力压裂，水力压裂采用静压水压裂，在高压管（10）的外侧装有压力表、单向阀，所述高压管耐压为10-100MPa；
f.观察压力表读数，当注水达到预定体积或预定压力时，停止压裂，预定体积为5-200m³；
g.当预掘巷道（3）两侧的爆注孔（5）全部施工完毕并完成爆破、压裂作业后，爆注孔在预掘巷道（3）的两侧产生了形成泄压条带的强弱强的煤层结构；由于巷道两侧形成的强弱强耦合结构，产生了煤层应力的缓冲区，从而有效抑制了由于煤层应力以及瓦斯压力引起的煤与瓦斯突出危险；
h.接着在煤层（1）中按照常规工艺施工普通钻孔，进行常规的瓦斯抽采，瓦斯抽采持续到开始预掘巷道（3）的掘进作业位为止。
一种基于强弱强结构爆注一体化区域防突方法
技术领域
[0001] 本发明涉及煤与瓦斯突出以及应力灾害防治技术领域，具体涉及一种适用于煤矿井下煤巷掘进过程中高瓦斯、低渗透性煤层的基于强弱强结构爆注一体化区域防突方法。
背景技术
[0002] 在煤矿井下煤巷的掘进过程中，为了预防煤与瓦斯突出为主的应力灾害，往往需要在煤层的下方或上方煤层施工穿层钻孔对煤层中的瓦斯进行抽采。但是对于低渗透性煤层来说，煤层裂隙发育程度较小，瓦斯抽采效果难以保证。采用普通的瓦斯抽采措施之后，煤巷掘进过程中的煤与瓦斯突出危险仍然居高不下。因此，需要寻找一种适用于低渗透性煤层的高效煤层瓦斯抽采方法来防治煤巷掘进过程中的煤与瓦斯突出。
发明内容
[0003] 技术问题：本发明的目的是克服已有煤与瓦斯突出防治技术中的不足，提供一种方法简单、操作方便、安全、高效的基于强弱强结构爆注一体化区域防突方法。
[0004] 技术方案：本发明的一种基于强弱强结构爆注一体化区域防突方法，包括以下步骤：
[0005] a.首先确定煤层预掘巷道)的位置，然后在预掘巷道的下方20-30m处施工巷道底抽巷；
[0006] b.从巷道底抽巷中向上施工两排爆注孔，爆注孔与煤层底板的交点距预掘巷道的距离为Xm；用PVC送药管将矿用炸药送至爆注孔中的煤层中部，并在矿用炸药下方安装有板条以防止炸药滑落；
[0007] c.在煤层底板处使用封孔装置进行封孔作业，封孔完成后，通过高压管向爆注孔内注水，注满水后即可进行松动爆破，爆破采用正向爆破；
[0008] d.用钻机沿着完成爆破后的爆注孔再次进行钻孔，防止爆注孔因爆破作业后产生塌孔、堵孔；
[0009] e.通过高压管对爆注孔进行水力压裂，水力压裂采用静压水压裂，在高压管的外侧装有压力表、单向阀，所述高压管耐压为10-100MPa；
[0010] f.观察压力表读数，当注水达到预定体积或预定压力时，停止压裂，预定体积为5-200m3；
[0011] g.当预掘巷道.两侧的爆注孔.)全部施工完毕并完成爆破、压裂作业后，在预掘巷道.的两侧产生了形成泄压条带的强弱强的煤层结构；
[0012] h.接着在煤层.中按照常规工艺施工普通钻孔，进行常规的瓦斯抽采，瓦斯抽采持续到开始预掘巷道(3)的掘进作业位为止。
[0013] 所述的巷道底抽巷作为巷道高抽巷时，针对底板的措施改为顶板措施。
[0014] 所述的爆注孔为穿层钻孔，通过岩层并穿过煤层不少于0.5m，同一排的相邻爆注孔间隔根据煤层)情况确定，取5-100m。
[0015] 所述的距离Xm根据煤层大小以及设计保护范围确定，取值为5-15m。
[0016] 有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明中首先对预掘巷道周围煤层进行松动爆破，极大地促进了煤层裂隙发育，增加了瓦斯运移通道，很好地改善了煤层低渗透性的问题。同时，松动爆破也为之后的水力压裂提供了水流通道，使水力压裂的效果更加显著。本发明中的水力压裂作业使得煤层中的裂隙进一步发育，同时水流能够对煤层中的瓦斯进行驱替，煤层瓦斯解吸明显，使得之后的瓦斯抽采作业更加顺利。与此同时，本发明中施工的爆注孔在预掘巷道两侧产生强弱强的煤层结构，形成泄压条带，能够有效抑制煤层应力灾害的产生。从而大幅提高了煤层瓦斯抽采效果，为煤巷掘进提供了良好的安全保证。其方法简单，操作方便，效果好，在本技术领域内具有广泛的实用性。
附图说明
[0017] 图1是本发明的垂直方向剖面示意图；
[0018] 图2是本发明在煤层底板剖面上的钻孔布置示意图；
[0019] 图3是本发明的爆注孔局部放大示意图；
[0020] 图中：1-煤层，2-岩层，3-预掘巷道，4-巷道底抽巷，5-爆注孔，6-PVC送药管，7-炸药，8-板条，9-封孔装置，10-高压管。
具体实施方式
[0021] 下面结合附图对本发明平台的一个实施例作进一步的描述：
[0022] 本发明的一种基于强弱强结构爆注一体化区域防突方法，具体步骤如下：
[0023] a.首先确定煤层1预掘巷道3的位置，然后在预掘巷道3的下方20-30m处施工巷道底抽巷4；
[0024] b.从巷道底抽巷4中向上施工两排爆注孔5，爆注孔5与煤层1底板的交点距预掘巷道3的距离为Xm；距离Xm根据煤层1大小以及设计保护范围确定，取值为5-15m。用PVC送药管6将矿用炸药7送至爆注孔5中的煤层1中部，并在矿用炸药7下方安装板条8以防止炸药7滑落；所述的巷道底抽巷4作为巷道高抽巷时，针对底板的措施改为顶板措施；所述的爆注孔5为穿层钻孔，通过岩层2并穿过煤层1不少于0.5m，同一排的相邻爆注孔5间隔根据煤层1情况确定，取5-100m；
[0025] c.在煤层1底板处使用封孔装置9进行封孔作业，封孔完成后，通过高压管10向爆注孔5内注水，注满水后即可进行松动爆破，爆破采用正向爆破；
[0026] d.用钻机沿着完成爆破后的爆注孔5再次进行钻孔，防止爆注孔5因爆破作业后产生塌孔、堵孔；
[0027] e.通过高压管10对爆注孔5进行水力压裂，水力压裂采用静压水压裂，在高压管10的外侧装有压力表、单向阀，所述高压管耐压为10-100MPa；
[0028] f.观察压力表读数，当注水达到预定体积或预定压力时，停止压裂，预定体积为5-200m3；
[0029] g.当预掘巷道3两侧的爆注孔5全部施工完毕并完成爆破、压裂作业后，在预掘巷道3的两侧便产生了形成泄压条带的强弱强的煤层结构；由于巷道两侧形成的强弱强耦合结构，产生了煤层应力的缓冲区，从而有效抑制了由于煤层应力以及瓦斯压力引起的煤与瓦斯突出危险；
[0030] h.接着在煤层1中按照常规工艺施工普通钻孔，进行常规的瓦斯抽采，直至瓦斯抽采持续到开始预掘巷道3的掘进作业位为止。
