大直径钻孔卸压技术在综放工作面的应用与效果

"综放工作面煤层大直径钻孔卸压防灾技术" 在煤炭行业中，综放（综合机械化放顶煤）工作面的开采过程中，由于开采空间大且对围岩的强烈扰动，常常导致煤壁片帮、冲击地压等煤岩动力灾害，这些灾害对安全开采构成了严重威胁。为了应对这一问题，行业内采取了一系列的防护措施，其中包括强支护技术和卸压防灾技术。强支护通常涉及增加支架支撑力、设置顶板锚杆或锚索等，而卸压防灾则涵盖了大直径钻孔卸压、煤层爆破卸压和顶板切顶卸压等方法。本文主要关注的是大直径钻孔卸压技术，因其操作简便、技术要求较低以及对围岩影响较小而被广泛应用。 以徐矿集团张小楼煤矿2341综放工作面为例，该工作面长约190米，位于深度较高的区域，煤层原始应力较高。工作面开采的8#煤层平均厚度3.8米，具有发育的节理裂隙。考虑到工作面的地质条件，研究人员运用FLAC3D软件进行了数值模拟，以分析采空区周边的应力分布特性。 模拟结果显示，工作面围岩的最大支承应力高达55.5 MPa，应力集中系数约为2.5，这表明存在明显的应力集中现象，容易诱发煤岩动力灾害。为缓解这种高应力状态，大直径钻孔卸压技术被引入。通过大直径钻孔在煤体内产生裂隙，可以有效增加煤体的裂隙密度，从而降低煤体的应力集中程度和应力梯度。 在2341工作面实施大直径钻孔卸压措施后，通过对钻屑量的监测，发现最大钻屑量为2.7~3.6 kg/m，这一数值远低于临界值4.8 kg/m，表明钻孔卸压操作成功降低了煤层内部的应力，达到了预期的安全开采效果。 大直径钻孔卸压技术的核心在于通过钻孔诱导煤体产生新的裂隙，使应力得以分散。具体实施时，需要精确计算钻孔位置、角度和深度，确保钻孔能够穿透关键的高应力区域。同时，合理的钻孔间隔和钻孔直径也是决定卸压效果的关键因素。此外，施工过程中还需要监测钻孔内的压力变化和钻屑产出，以便及时调整钻孔参数，确保安全有效地进行卸压。 大直径钻孔卸压防灾技术是煤矿综放工作面应对高应力、预防煤岩动力灾害的有效手段之一。结合数值模拟和现场实践，这一技术可以为其他类似工作面提供参考，帮助提高煤炭开采的安全性和经济效益。通过不断优化和改进，大直径钻孔卸压技术有望在未来的煤炭开采中发挥更大的作用。