04-大直径钻孔卸压机理及效果检验技术研究
综放工作面煤层大直径钻孔卸压防灾技术
综放工作面煤层大直径钻孔卸压防灾技术刘华博;赵毅鑫;姜耀东;王浩【摘要】煤矿综放工作面采动应力扰动剧烈,超前支承应力集中程度较高,易引发冲击地压等煤岩动力灾害.基于张小楼煤矿2341综放工作面生产地质条件,采用FLAC3D模拟分析了工作面前方支承应力分布特征,并介绍了大直径钻孔卸压机理及技术实践过程.结果表明:工作面围岩最大支承应力达55.5 MPa,应力集中系数约2.5;大直径钻孔能有效增加煤体裂隙密度,降低煤体应力集中程度及应力梯度;工作面施工大直径钻孔卸压措施后,检测到的最大钻屑量为2.7～3.6kg/m,低于临界值4.8 kg/m,实现了工作面安全开采.【期刊名称】《煤矿安全》【年(卷),期】2018(049)005【总页数】4页(P79-82)【关键词】综放工作面;大直径钻孔;数值模拟;卸压防灾技术;支承应力【作者】刘华博;赵毅鑫;姜耀东;王浩【作者单位】中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TD322+.5由于综放工作面开采空间大，对围岩扰动剧烈，极易诱发煤壁片帮、冲击地压等煤岩动力灾害，对安全开采造成严重干扰[1]。
针对工作面煤壁高应力集中问题，目前常用的防护措施有：强支护措施，包括增加支架支撑阻力、向顶板岩层施工锚杆（索）等；卸压防灾措施，包括大直径钻孔卸压、煤层爆破卸压、顶板切顶卸压等，其中煤层大直径钻孔卸压技术以其操作简单、技术门槛低、对围岩扰动作用小等优点，应用较广泛[2]。
以徐矿集团张小楼矿2341综放工作面为工程背景，基于工作面顶、底板岩层物理力学特征，采用FLAC3D模拟分析工作面采空区周边应力分布特征，并介绍了大直径钻孔卸压防灾机理及其施工工艺。
1 工程概况徐矿集团张小楼煤矿2341工作面为综采放顶煤工作面，工作面长约190 m，地表标高+23～+33 m，平均标高+26 m。
深部巷道大直径钻孔卸压数值模拟及参数设计
深部巷道大直径钻孔卸压数值模拟及参数设计张海东【摘要】对深部工作面顺槽冲击灾害进行钻孔卸载研究,在前人理论研究的基础上,提出FLAC∞数值模拟模型,建立了顶煤为1.5m、2.5m、5 m的三个模拟模型,对巷道前方钻孔走向垂直剖面应力分布,前方巷道断面剖面应力分布.研究结果表明,钻孔卸压后工作面前方应力峰值区域向前方移动,同时向巷道两侧转移,原来的高峰区内应力下降,应力峰值位置转移到了巷道的两侧.由于巷道埋深较大,设计的两个钻孔对深部应力灾害治理效果有限,在钻孔参数设计过程中应适当增加钻孔个数及钻孔深度.【期刊名称】《江西煤炭科技》【年(卷),期】2017(000)002【总页数】4页(P190-193)【关键词】钻孔;深部顺槽;数值模拟【作者】张海东【作者单位】山西工程技术学院土木与建筑工程系,山西阳泉045000【正文语种】中文【中图分类】TD324兴村煤矿31201工作面巷道由于埋深大、断层多，煤层具有冲击性，使得掘进过程中煤炮频繁、巷道变形大、局部地段甚至出现锚杆破断和锚索退锚现象。
为防止发生冲击地压，减小煤炮发生的频率和危害，防止锚杆及锚索破断，在巷道掘进过程中采用超前大直径钻孔卸压及分步开挖，释放围岩能量，减少开挖扰动，消弱冲击危险。
采用FLAC3D软件，对钻孔卸压参数进行优化分析，并研究分步开挖对开挖扰动的影响，为现场应用提供依据[1-2]。
兴村矿31201工作面地面标高+56 m～+58 m，工作面标高-8l0 m～-1070 m，埋深860～1130 m。
工作面走向长1830 m，倾向长100 m。
该面3煤为气煤，依据钻孔资料和31103工作面、31101工作面、31105工作面揭露的实际资料，该面煤层总厚3.0～11 m，平均5.84 m；煤层倾角0°～42°，平均25°。
煤层普氏硬度系数f=-2.3。
31201轨道巷：位于3煤层，北邻-870轨道石门、南邻未开拓区，东邻F38断层，西为F60断层。
《钻孔卸压对煤岩力学性能及破坏特征的影响研究》
《钻孔卸压对煤岩力学性能及破坏特征的影响研究》篇一摘要：本文以钻孔卸压技术为研究对象，通过对煤岩进行钻孔处理，研究其对煤岩力学性能及破坏特征的影响。
本文首先介绍了研究背景与意义，然后详细描述了实验方法与过程，接着分析了实验结果，最后总结了研究结论，并指出了研究的局限性与未来展望。
一、引言随着煤炭资源的开采利用，煤岩体的力学性能及破坏特征成为矿山工程领域的重要研究课题。
钻孔卸压技术作为一种有效的矿山工程措施，对于改善煤岩体的力学性能、预防矿山灾害具有重要作用。
因此，研究钻孔卸压对煤岩力学性能及破坏特征的影响具有重要的理论和实践意义。
二、研究背景与意义煤岩体的力学性能直接关系到矿山工程的安全与稳定。
钻孔卸压技术通过在煤岩体中形成一定规模的钻孔，释放内部应力，从而改变煤岩体的力学性能。
这一技术不仅能有效降低矿山灾害的发生概率，还能为矿山工程的稳定性提供科学依据。
因此，深入研究钻孔卸压对煤岩力学性能及破坏特征的影响，对于指导矿山工程实践具有重要意义。
三、实验方法与过程1. 实验材料：选取具有代表性的煤岩样品，保证样品具有均匀的成分和结构。
2. 钻孔处理：在煤岩样品上钻孔，形成不同直径和深度的钻孔，模拟不同的卸压条件。
3. 力学性能测试：采用先进的力学测试设备，对钻孔处理后的煤岩样品进行力学性能测试，包括抗压强度、抗拉强度、弹性模量等。
4. 破坏特征观察：通过显微镜等设备，观察煤岩样品在加载过程中的破坏特征，包括裂纹扩展、断裂方式等。
四、实验结果分析1. 力学性能变化：通过对钻孔处理后的煤岩样品进行力学性能测试，发现随着钻孔直径和深度的增加，煤岩样的抗压强度、抗拉强度等力学性能指标均有所降低。
这表明钻孔卸压技术能够有效地改变煤岩体的力学性能。
2. 破坏特征变化：通过观察煤岩样品在加载过程中的破坏特征，发现钻孔处理后的煤岩样品的裂纹扩展方式、断裂方式等均有所改变。
在钻孔附近，裂纹更容易扩展，断裂方式也更为复杂。
矿用大直径卸压钻机技术要求
矿用大直径卸压钻机技术要求一、基本要求适用于煤矿井下钻进较大直径的煤层注水孔和防冲卸压孔等钻孔。
配置适当的钻头、钻杆等钻具可进行取芯、松软煤层钻孔等工程作业。
二、关键技术要求1、钻机结构为全液压或风动动力头组合式，液压泵站、动力头、机架、操作台、立柱支承等组成部分设计合理。
2、解体性能好，部件质量轻，便于井下钻机搬迁、移位，钻场布置灵活。
3、液压（风动）系统合理，泵数量满足工况需要，钻机回转参数与给进参数可独立调控，对各种不同钻进工艺的适应能力强，特别是顶板钻孔能力强。
4、动力头回转器结构先进合理，钻杆长度不受钻机给进行程限制，可根据井下钻场施工条件选用不同长度的钻杆，适用范围大。
5、卡卸钻杆装置设计合理可靠，操作简单、省力，效率高。
6、液压驱动时操作台、泵站、主机之间采用油管联接，操作集中，人员可远离井口操作，方便人身安全保护。
7、支承结构设计合理，稳定可靠，机身（即钻孔倾角）调整结构可靠灵活，方便省力。
8、可实现无级调速，适应工况范围大。
9、适用于岩石坚固性系数f≤10的各种煤、岩层钻孔。
10、主机外形尺寸满足巷道宽度4米，巷道中高2.5米的运输及使用要求，可拆件数量合理，入井方便。
三、主要技术参数最大钻进深度（m）≥30钻孔直经（mm）≥75钻孔倾角（°） 0~±90主机外形尺寸( 长×宽×高）满足巷宽4米，巷中高2.5米使用要求配套电机电压（v）660/1140主机重量（不含钻杆）(kg)≤3000四、其它要求1、系统必须有"MA"标志，符合煤矿矿用产品使用要求。
2、产品质量符合相关标准，使用期满足行业要求。
3、可增配取芯钻头，岩芯管以及其它必需的配套件；可增配输送冲洗液用泥浆泵。
4、钻孔巷道有轨道，孔位变动致使钻机频繁移位时，可配套钻机可移动支撑轨道车。
5、钻杆直径≥φ42～90，可配套螺旋钻杆。
6、交货时间：尽快自报。
7、数量一台。
钻孔卸压防治冲击地压机理及影响因素分析
钻孔卸压防治冲击地压机理及影响因素分析摘要：随着经济发展对煤炭的需求增加，煤炭开采方向变成了深层煤炭资源。
深层开采对技术的要求比浅层开采高，其中最大的难题之一就是冲击地压。
本文基于钻孔卸压防治冲击地压机理及影响因素分析展开论述。
关键词：钻孔卸压防治；冲击地压机理；影响因素分析引言近年来，我国煤炭深部开采，尤其是近800m采深的特厚煤层矿井，除了常见的动静叠加型冲击地压外，出现了一些新现象，即纯静载荷自发型冲击。
此类冲击地压发生区域往往为巷道基础静载荷充足区域，如地质构造、相变带、邻近巷道群、采空区等影响的巷道区域，且具有如下特点:①自发性:在无外力扰动的情况下发生，如采掘活动、顶板运动、矿震等;②时滞性:在成型巷道已稳定并进行2次支护较长一段时间之后突然发生。
此类冲击地压隐蔽性非常强，自发性和时滞性的特点是其区别于常规冲击地压的重要特征。
1巷道煤体冲击地压发生机制齐庆新提出的冲击地压应力控制理论认为，高应力水平是煤岩体发生冲击地压的必要条件，其在动力扰动作用下极易发生非稳定性失稳，从而诱发冲击地压。
巷道开挖或者工作面煤体采出后，引起煤岩体应力重新分布，巷帮表面煤体发生破坏，并扩展至弹性应力边界，形成一定程度的应力集中。
若煤体性质坚硬或顶板悬露面积过大，则应力集中区域离巷帮表面较近且应力集中程度较大，当煤体中应力大于其极限强度时，煤体发生破坏，储存在煤体及顶底板中的弹性能突然释放，由于弹性能释放区域距离巷帮表面较近，其形成的应力波对巷帮煤体的破坏程度很大，甚至使煤体大量涌出，呈现冲击地压显现。
2钻孔卸压防冲机理由于孔边应力集中的作用，钻孔周围一定范围内的煤体应力大大降低形成卸压区，当在煤体中合理布置卸压钻孔，使各钻孔卸压区之间相互连接、贯通，形成一条弱化带，其破坏了煤体的承载结构，使煤体在顶底板岩层夹持作用下发生相对滑动，煤体与岩层的界面内摩擦角及粘聚力随之大大下降，煤体中应力平衡区范围显著增大，使峰值位置向煤体深部转移且峰值逐渐减小，极限平衡区煤体应力大大降低，破坏了其发生冲击地压的应力条件，降低了煤岩体的冲击危险性，同时卸压后的煤体对深部煤体和巷道顶底板中发生的动力显现起到吸能保护作用，降低了深部煤岩体失稳对巷道空间的影响，从而防治冲击地压的发生。
大直径钻孔卸压防突技术的研究及应用
斯量 ， 而且也降低 了煤层 中的瓦斯压力 。根据力 学 的传 递性能 ， 由于煤层 内瓦斯压 力 的降低 ， 作用 于 煤层上表 面的地应力会减小 ， 这样瓦斯压力 和地应 力都会得到释放 ， 直径钻 孑 卸压 技术 方案 Ｌ
在 高 位 瓦 斯 抽 排 巷 中顺 己 １ 层 施 工 大 直 径 ４煤 钻 孑 ， 煤 层 倾 角 １。 。钻 孔 深 度 覆 盖 至 风机 巷 上 Ｌ沿 ３ 部 ，钻 孔 空 间 类 似 于 在 风 机 巷 上 部 开 采 了保 护 层 ， 使 得 风 机 巷 区域 的 煤 体 得 到 卸 压 ， 而 对 防 止 瓦 斯 从 突 出起 到作 用 。钻 孔 施工 剖 面 图如 图 ２所 示 。煤 层 卸压导致煤层物理性质 （ 裂隙性 、 渗透性能等 ） 和瓦
ｌ 工作 面 概 况
己 １— １１ 面位 于 己七 三水 平 采 区 东翼 ， ５ ３００采 是 三 水 平 的 首 采 面 ，设 计 走 向 １２ｍ，可 采 走 向 长 １６ ９ ０ 斜 采 长 ２０ 煤 厚 ３３ ７ｍ， ２ｍ， ．５～３９ｍ， 均 ３５ ｍ， ．５ 平 ．０ 煤 层 容 重 １３ｆ ，煤 层 倾 角 ｌ。 ～１ｏ ，平 均 ．１ｍ３ ３ ７ １。 。煤 层 埋 藏 较 深 ， 应 力 较 高 ， 斯 压 力 大 、 ３ 地 瓦 含
斯诸 参数 （ 瓦斯压 力 、 流量 、 煤层 温度等 ） 发生显 著 量 高 ， 面 标 高在 一 ２ 采 ７ ０—一７ ｍ。 ７０ 瓦斯 压 力 ２８ＭＰ， 变化 ， ．５ 若这时配合抽放瓦斯 ， 就可 以消除风 、 机煤层 瓦 斯 含量 ２ ．ｍ／， 出危 险性 较 大 。放 炮 掘 进 ， 、 ２５ ３ 突 ｔ 风 突 出危 险性 。大 直 径 钻孔 可 取 得 释 放岩 层 压 力 和 瓦 机 巷 断 面 １．ｍｚ 采 用 锚 网梁 ＋锚 索 支 护 ， 机 回 斯 压 力 的 双 重效 果 。但 大 直径 孔 煤 排 出 时有 可 能 诱 ２６ ， 综 采 。 机 巷 设 计 长 度 １ ４ ｍ， 高 一 ７ ｍ， 巷 设 计 发 突 出 ， ０１ 标 ７０ 风 因此 最 优 钻 孔 直 径 要 考 虑 现 场 条 件 。结 合 长 度 １６ｍ， 高 一 ２ｍ。 据 该 矿 瓦斯 综 合 治理 需 十 二矿 的实 际情 况 ， 方 案 设 计 采 用 直 径 为 ２ ０ ｍ ０５ 标 ７０ 根 本 ０ｒ ａ 要 ， 风 巷 施 工 前 ， 施 工 机 风 巷 的 高 位 瓦 斯 抽 排 的 卸压 钻 孔 。 机 先 巷 ，均 沿 已 １ 层 施 工 ，巷 道 断 面 均 为 ３０×２４ ４煤 ． ． ３１ 钻 孔 参数 ． （ ×高） 巷 高位 瓦 斯 抽排 巷 与 机 巷平 距 ４ ｍ， 宽 。机 ０ 位 在 高位 瓦斯 抽 排 巷 中顺 己 １ 层 施 工 大 直 径 ４煤 于机巷下面 ， 设计长度 １３ ｍ； ０ ４ 风巷高位瓦斯抽排巷 钻 孔 ， 煤 层 倾 角 １。 。钻 孔 深 度 覆 盖 至 风 机巷 上 沿 ３ 部 ，钻 孔 空 间类 似 于 在 风 机 巷 上 部 开 采 了保 护层 ， 距 风 巷 平 距 ３ｍ，位 于 风 巷 下 面 ，设 计 长 度 ０ １】 ８ ７ 】 ． ｍ 使 得 风 机 巷 区域 的煤 体 得 到卸 压 ， 而 对 防止 瓦 斯 从 突 出起 到 作用 。钻 孔 施 工剖 面 图 如 图 １ 示 。 所 ２ 大直径钻 子 卸压 防突原理 Ｌ 钻孔 参 数 如 下 ： 瓦斯 突 出主要是 由瓦斯 内聚力 和 地应力 的双 （ ） 孔 直 径 为 ２０ ｍ。 １钻 ０ｍ （ ） 孔 间距 如 图 ２所 示 。 ２钻 重作用发生 的，受煤体临界保护层面力 的限制 ， 当 瓦斯 压 力 和地 应 力 共 同作 用 于 临 界 层 面 上 的 力 大 （ ） 巷 上 部 钻 孔 深 度 为 ６ｍ ， 巷 上 部 钻 孔 ３机 ０ 风 于 临界 保 护 力 时 ， 会 诱 发 瓦 斯 突 出事 故 。如 果 预 深度 为 ５ ｍ。 就 ０ 先使瓦斯压力或地应力提前得到释放 ， 就会降低 瓦 对 于 每 一 个 钻 孑 而 言 ， 其 钻 孔 直径 一 定 的情 Ｌ 在
利用钻屑法对卸压钻孔措施效果的分析评价
利用钻屑法对卸压钻孔措施效果的分析评价随着社会经济发展，我国大部分矿区进入深部开采，过程中会发生冲击地压，给安全开采带来严重威胁。
为了有效改善这种情况，要采用卸压钻孔法，可以取得良好效果。
文章进行了全面论述，有详细的了解，从而促进矿区事业更好发展。
标签：钻屑法；卸压钻孔措施；效果分析0 引言钻屑法是通过在煤层中钻小直径钻孔，依据排出的煤粉量及其变化规律和有关动力效应，来判断冲击危险的一种方法。
在应用的时候，要结合实际情况，制定出完善的措施，通过规范化的操作来开展工作，为矿区安全生产提供有力的保障。
1 卸压钻孔布置卸压钻孔要采用大功率的风钻打眼，插接式麻花钻杆，对长度有严格的要求，每节钻杆长1.0m，孔深20m，孔间距1.2m，距离底板高度大约是1.2m，孔直径为100m。
在布置完成之后要认真检查，保证不会出现任何问题，满足后期工作的需求，从而保证安全开采。
不同地区矿区情况不一样，所以要坚持具体问题具体分析原则，对相关数据可以适当调整，这样效果会更好。
同时要求人员具备较强专业素养，在卸压钻孔布置之前，对矿区情况全面了解，制定出科学合理的方案，按照规定要求执行，确保钻孔满足需求，有利于提高生产的安全等级。
2 钻屑检测孔布置为了检测卸压钻孔方法是否有效，要在通过钻屑检测孔来完成，保证达到标准需求。
回采工作面内部生产环境非常复杂，给工作增加了一定难度，因此要综合考虑各方面因素。
轨道巷第一轮检测范围确定在从前置端头向外50m处，然后每距离10m布置一个检测孔，孔数依据具体情况而定。
轨道巷第二轮检测范围是从前置端头55m处开始，每隔10m布置一个检测孔，能够起到很好效果。
同时皮带巷也要布置检测孔，对检测孔直径、深度、距离底板高度有明确要求。
检测孔布置是一项复杂的施工活动，要引入先进技术，才能保证满足规定要求。
3 轨道巷测试效果分析首先是最大钻屑量位置和最大钻屑量对比分析，通过观察发现在打卸压钻孔之前，每个检测孔德最大钻屑量基本出现在距离煤壁7-9m之间，占总数的60%左右。
关于钻孔卸压技术的应用研究
、
爱
ｌ ２ ４ ６ ８ｌ ０ｌ ２ｌ ４ｌ ６】 ８ ２ ０
钻扎巾心的鼬 ｉ 离／ （ × ）
图 １
３ 钻 孔 卸压技 术应用 中需要注意 的 问题
３ ． １ 合 理 设计 钻 孔
理论上 说， 钻孔深度的增加可 以有 效的减少应力 ， 但 是相关研究表 明， 钻孔深度为 １ ０ ｍ 的 巷 道 周 围应 力 与 １ ５ ｍ 的应力相 比， 变化不大 ， 所 以钻孔 的设计深度为 １ ０ ～ １ ５ ｍ比较恰当，具体的值仍然需要根据相关要 求 进 行计 算 。另 外 ， 钻 孔 的 布局 也 要 合 理 。虽 然 每 个钻 孔 的卸 压 范 围 有 限， 但 是 钻 孔 密 度 过 大会 增 加 顶 板 的 压 力 ， 容 易造 成 支 护 架 失 稳 。所 以在 进 行钻ｆ Ｌ Ｗ Ｄ 压设计 时， 应 该因地制宜 ， 结 合 施 工 实 际 及 时 调 整 钻 孔 的布 局、 深度 、 孔径 ， 以保证卸压作用 。
１ 前 言
随着 国内煤矿开采深度的增加 ，很多煤矿都出现 了冲击地压现象， 不仅给煤矿企业 带来了 巨大的经济损 失，更严重 威胁了采矿人 员的安 全 。因 此 ， 煤矿 企 业 采 取 了积 极 的 措施 预 防和 减 小 冲 击 地压 的影 响 ， 钻 孔 卸压技术就是其中应用的 比较多的 一项技术， 本文将对此进行深入的研
效果。
４ 钻孔 卸压技 术应 用实例
４ ． １ 概 况 分 析
５ ３ ０ １ 运 顺 南 为 九采 区和 五 采 区 的边 界 ，东 临第 一 集 中轨 道 下 山 ， 两 侧是 ５ ３ ０ ２的设计工作面， 北临三五采运输巷 。工作面的煤层 内起伏变化 基本一致 ， 平均煤厚 ６ ． ９ ２ ｍ， 煤层倾角 １ ～ １ １ 。 之 间， 平均 ５ 。 。煤层结构 比较 简单 ， 质较硬 ， 内生裂隙发育， 局部夹杂薄层泥岩 ， 煤 层 普 氏系 数 （ ｆ ） ０ ． ８ ～ ２ ． ３ ， 平均 １ ． ６ 。老顶 为粉细砂岩 ， 平均厚度 ２ ． ５ ８ ｍ， 底板 为粉砂 岩， 平均厚 度为 １ ． ３ １ ｍ， 上 覆 比较 厚 的坚 硬 岩 层 ， 开 采深 度 在 一 ８ ５ ７ ～９ ２ ０ ｍ左右。 根据相关统计数据 ， 开采 的深度 越大 ， 越 容易发生冲击地压 发 。从 ５ ３ ０ １运顺 的掘进情况来看， 采 区已经转向深部， 并且和工作面紧张接替 ， 工作面回采、 掘进相互干 扰， 对头开采、 冲击工作面等行为导致采动应力 叠加， 急 需 采 取 相 应 的 卸 压措 施 。 另 外 ， 巷道在掘进过程 中， 凶为 上 覆 坚 硬岩层较 厚 ， 容 易聚 积弹性 能， 在破碎 或滑移过 程 中， 可能突然 释放能 量， 形 成 强 烈 的冲 击 震 动 ， 导致冲击地压。３ 煤 层 也具 有 强冲 击 倾 向性 ， 所 以为 保证 安全 生 产 ， 需 要对 此 巷 道 的掘 进 全程 进 行 监 测 。 ４ ． ２ 施 工 方法 ４ ． ２ ． １钻孔参数 的确定 通过钻屑 、 电磁辐 射法 确定有冲击危 险的区域后 ， 在 该区域 内进行 钻 孔 卸 压施 工 。 由 于施 工 技 术 和装 备 有 限 ， 所 以将 钻 孔直 径 定 为 ７ ６ ａ ｒ ｍ， 钻孔深度 １ ０ ～ １ ５ ｍ， 每 组 ３孔 ， 孔 间距 为 １ ． ５ ｍ， 如图２ 。如 果 掘 进工 作 面 迎 头处监测到有有冲击危险 ， 则在迎头向正前 方的垂直煤壁上进行打卸压 钻孔 ， 钻孑 Ｌ 直径定为 ７ ６ ｍｍ， 钻孔深度 为 １ ０ ～ １ ５ ｍ， 孔间距 １ Ｉ ｎ 。 如 果 使 用 ７ ６ ａｍ钻孔不 能达到卸压效果， ｒ 则改变钻孑 Ｌ 参 数， 进行较大钻孔卸压 ， 钻 孔直径为 １ １ ０ １ ｌ ｉ ａ， ｒ 巷 道 两 帮 的钻 孔 距 地 板 １ ． ２ ｍ， 钻孔深度 １ ０ － １ ５ ｍ， 每 组
大直径钻孔卸压防治冲击地压探讨
直径的大小是影响钻孔卸压区的重要因素遥 为使钻 孔的卸压效果达到最好袁则钻孔应在超前应力影响 的范围内袁且钻孔受压变形后袁钻孔之间卸压区应 该相互贯通形成应力弱化带袁此时钻孔才能发挥最 大的降压效果遥 通过采集煤样进行抗压实验袁测得 本工作面煤体的内聚力为 7.56 MPa尧 内摩擦角为 20.05°袁根据巷道内部观测认为院超前应力影响区 为超前应力大于原岩应力 1.3 倍袁 取侧向系数为 0.2袁由于现场条件的限制袁钻孔直径选为 150 mm遥
中图分类号院TD324+.2
文献标识码院B
文章编号院1006-2572渊2019冤02-0129-03
Application of Large-diameter Pressure-relief Borehole in Anti-Rock-Burst in Xinjing Colliery Yang Zhipeng
冲击地压是指煤矿井巷或工作面周围煤 渊岩冤 体由于弹性变形能的瞬时释放而产生的突然尧剧烈 破坏的动力现象袁常伴有煤渊岩冤体瞬间位移尧抛出尧 巨响及气浪等遥 目前在国内冲击地压现象产生的破 坏有大有小袁因此众多学者对冲击地压的防治措施 进行了较多的研究袁如院夏双等咱1暂为防止冲击地压产 生袁提出了野采前危险区划定要预卸压要冲击危险 综合监测要加强支护要卸压解危要效果检验冶的综 合监测防治体系曰 李安宁等 咱2暂 利用数值模拟软件 FLAC模拟冲击地压产生过程袁 分析了冲击地压产 生机理曰闫宪磊等咱3暂利用多种检测手段提出了冲击 地压监测综合技术袁提高了监测的准确性曰李星亮 等咱4暂研究了顶板注水尧顶板预裂尧顶板爆破等方式降
窑130窑
江西煤炭科技
大直径钻孔布置方式对卸压效果影响的研究
大直径钻孔布置方式对卸压效果影响的研究摘要:随着煤矿开采深度的不断增加,高应力巷道的数量越来越多,围岩应力越来越大,容易发生冲击地压灾害。
本文介绍了大直径钻孔卸压机理,通过应用数值模拟软件FLAC,分别模拟了钻孔单排布置方式和三花布置方式对卸压效果。
结果表明在应力卸压效果中,钻孔单排布置卸压效果优于三花布置。
关键词:大直径钻孔卸压机理1 FLAC简介FLAC全称是Fast Lagrangian Analysis of Continuum。
FLAC是一种显式差分程序,1986年由美国ITASCA公司(Itasca Consulting Group Inc)开发。
FLAC程序以拉格朗日差分法为数值计算基础,是流体力学中研究流体运输的两种方法之一。
将拉格朗日法运用到固体力学中,将需要研究的区域划分成网络,网格节点相当于流体中的质点,然后按时步,用拉格朗日法来研究网格节点的运动方式,这种方法就称为拉格朗日元法。
该方法适用于求解非线性大变形问题。
FLAC程序可以模拟10种材料模型,能够进行边坡、基础、坝体、隧道、地下采场、洞室等问题的数值模拟研究。
2 数值计算模型的建立本次计算模型的设计几何尺寸为:15m(长)×10m(高)。
模型的边界条件具体界定为:模拟对象取某矿工作面煤巷一侧煤体,煤体高3m,煤体上部为高4m的粉砂岩,煤体下部取3m的粉砂岩作底板。
在煤体中分别开挖钻孔单排钻孔和三花布置钻孔,钻孔直径为0.3m,钻孔间距为1m。
3 钻孔布置方式对卸压效果的影响对于不同的钻孔布置方式,由于钻孔彼此距离和方位不同,卸压区和应力集中区的整体分布情况将有所不同,最终的卸压效果必然不同,因此,如何总体评价各自的综合效果将成为研究该问题的关键,针对这一问题,在钻孔卸压机理分析的基础上,利用FLAC数值分析软件,对目前常用的两种钻孔布置方式从卸压效果角度进行比较分析。
图1和图2分别为钻孔单排布置和钻孔三花布置的最大主应力图。
大直径钻孔卸压防治冲击地压探讨
大直径钻孔卸压防治冲击地压探讨杨志鹏【摘要】新景煤矿8118工作面采用钻孔卸压措施防治冲击地压,通过监测巷道两帮、顶底板的移近量及超前应力随距工作面推进的变化规律,验证缷压钻孔参数的合理性及措施的有效性.结果表明:卸压区域两帮及顶底板移近量明显小于未卸压区域,且围岩应力也有明显下降,二次卸压更有利于形成应力弱化带,卸压效果明显.实践结果验证了二次钻孔卸压的有效性及相应参数的合理性.【期刊名称】《江西煤炭科技》【年(卷),期】2019(000)002【总页数】4页(P129-131,135)【关键词】钻孔卸压;钻孔参数;围岩变形;超前应力【作者】杨志鹏【作者单位】山西新景矿煤业有限责任公司,山西阳泉 045000【正文语种】中文【中图分类】TD324+.2冲击地压是指煤矿井巷或工作面周围煤（岩）体由于弹性变形能的瞬时释放而产生的突然、剧烈破坏的动力现象，常伴有煤（岩）体瞬间位移、抛出、巨响及气浪等。
目前在国内冲击地压现象产生的破坏有大有小，因此众多学者对冲击地压的防治措施进行了较多的研究，如：夏双等[1]为防止冲击地压产生，提出了“采前危险区划定—预卸压—冲击危险综合监测—加强支护—卸压解危—效果检验”的综合监测防治体系；李安宁等 [2]利用数值模拟软件FLAC模拟冲击地压产生过程，分析了冲击地压产生机理；闫宪磊等[3]利用多种检测手段提出了冲击地压监测综合技术，提高了监测的准确性；李星亮等[4]研究了顶板注水、顶板预裂、顶板爆破等方式降低冲击地压的发生概率；何岗等[5]通过工程实践，证明了扇形钻孔卸压的方式对降低地压有明显的效果。
基于以上研究成果，结合8118工作面地质条件，通过设计工作面回采巷道缷压钻孔布置的间距与排距，监测巷道顶板、底板、两帮的移近量及工作面前方的应力变化，验证钻孔缷压效果。
1 工作面地质条件新景煤矿8#煤8118综采工作面位于+525m水平，地面标高+915m～+1095m，工作面标高+498m～+578m，埋藏深度为+337m～+597m。
大直径钻孔卸压在预防冲击地压中的应用
大直径钻孔在预防冲击地压中的应用大直径钻孔卸压是在煤体应力集中或潜在应力集中区，施工一系列大直径钻孔，产生自由空间，改变煤体的应力分布及其特性，使煤体一围岩系统储存的弹性能量得到缓慢释放的一种措施。
我矿根据冲击地压强度弱化减冲理论，在95209工作面防治冲击地压工作中，采用大直径钻孔卸压防治冲击地压，取得了很好的效果。
1 工作面概况：95209工作面位于-1025西一下山采区东翼，浅部一侧为95207采空区，深部及切眼外侧均为未采区。
上覆为75209采空区和75211采空区。
煤层厚度为1.3～2.4m，平均厚度1.8m，该面里段约170m左右的范围内煤层厚度相对较薄，煤厚1.3～1.9m，平均厚度1.55，外段煤层相对较厚，厚度1.9～2.4m，平均厚度2.1m左右。
工作面里段约60m范围内局部发育一层薄层夹矸。
煤层倾角5°，煤层硬度f=3。
直接顶为砂岩，厚度为24.99m，老顶为砂页岩厚度为2.95m。
直接底为砂页岩，厚度为17.25m，老底为页岩，厚度为7.42m。
工作面走向长447m，倾向长175m，采用综合机械化走向长壁全部垮落采煤法。
2．冲击危险性分析2.1采深影响。
工作面采深约1150m，煤层中的垂直应力接近30MPa，这已经超过了冲击矿压发生的临界采深。
2.2煤柱应力叠加的影响由于9煤上部的7煤大部分已经回采，起到了解放层的作用，所以9煤的工作面在回采期间一般不会发生冲击动力现象，但是7煤下山留了较宽的煤住，加上9煤工作面回采接近下山煤柱时也会形成高支承应力，煤柱应力叠加使煤柱区域具有很高的应力，这一区段的巷道具有冲击危险性。
具体如下：1）由于1025采区7煤已经回采，采区下山煤柱宽约300m，在煤柱两侧40-80m范围煤层内的支承压力影响范围内应力峰值最高达3-3.5γH，由于9煤距离7煤较近，所以煤层内部也产生高应力集中，7煤底板岩层包括9煤也具有较高的应力，工作面与下山连接的巷道处于B区段的高应力区范围，具有冲击危险。
大直径钻孔卸压消突技术的与应用
Study and Application on Destressing and Elimination Outburst Technology in Large － diameter Hole
LIU Ying － ke1 ， LIU Chun1 ， DING Jian － xun2 ， JIA Heng － yi1 （ 1 ． School of Safety Engineering，China University of Mining＆ Technology，Xuzhou 221116 ， China； 2 ． Wulan Coal Mine of Shenhua Ningxia Coal Industry （ Group） Co． ，Ltd，Shizuishan 753000 ， China） Abstract ： In this paper， numerical simulation was used to study the relationship between the advanced drill hole＇s diameter at coal roadway heading face and the front coal destressing effect． It indicated that with the increasing of the advanced drill hole＇s diameter，the geostress of coal in front of heading face decreased ，plastic zone was decrescence and the destressing effect was more outstanding． The test，about construction of large － diameter hole in tunneling process of Wulan coal mine 5867 machinery tunnel，showed that using shorten the construction period about 7 days and increased coal roadway large － diameter hole can decrease the number of holes by 2 /3 ， tunneling speed four times above． Key words： large － diameter hole； destressing； numerical simulation
大直径深钻孔防冲卸压效果分析
『 ２ ］ 邢玉强． 瓦 斯 抽 放 半 径 测 定 方 法 在 平 沟 煤 矿 的 实践 与应 用 ［ Ｊ ］ ．
中 国煤 层 气 。 ２ ０ １ ２ （ ５ ） ： ３ ４—３ ７ ．
［ ３ ］杜泽生 ， 罗海珠． 煤矿瓦斯有效抽放半径的测定计算方法［ Ｊ ］ ． 煤
炭科 学 技 术 ．２ ０ ０ ９ （ ２ ） ： ６ ４—６ ７ ．
２ ８联 巷 支 管 均 对 上 隅角 具 有 抽 放 作用 ．且 效 果 明
显。
１ ５ ２ ｍ。
对两 组实 测数 据分 析 后 ．得 出 Ｚ ＷＹ一 ２ ７ ０ ／ ３ ５ ５ 一
（ ４ ） 工作面过 ２ ７联 巷 ７ ０ ｍ ７ ５ ｍ 段 上 隅角 瓦斯 浓度 出现 变化 时 ．各 抽放 支 管 内瓦斯浓 度变 化
１ ５ ２ ｍ 的基 础上根 据 现场 实际 适 当增 减 。
斯 浓度 分别 为 ２ ． １ ％、 １ ． ９ ４ ％． ２ ８联 巷 支管 内瓦斯 浓
度为 ４ ． ６ ２ ％ 至 ７ ８ ｍ时 ， 上 隅 角 瓦 斯 浓 度 上 升 至
参考文 献：
［ １ ］ 刘 耀 忠． 采 空 区 瓦斯 抽 放 半 径 的确 定 ［ Ｊ ］ ． 煤炭工程 ， ２ ０ １ ５ （ ３ ） ：
也呈 现 出相应 态势
Ｇ型 瓦斯 抽放 泵 的抽放 半 径 的范 围是 １ ３ ５～１ ５ ２ ｍ。
钻孔卸压防治冲击地压研究
钻孔卸压防治冲击地压研究冲击地压是一种严重的地质灾害，具有突发性、高能量和强破坏性等特点，给矿井安全生产带来极大威胁。
为了有效防治冲击地压，研究者们不断探索新的防治技术和方法。
钻孔卸压作为一种新型的防治技术，在冲击地压防治中具有重要作用。
本文将从文献综述、研究问题和假设、研究方法、研究结果、讨论和结论等方面，全面阐述钻孔卸压防治冲击地压的研究。
钻孔卸压防治冲击地压的理论研究和实践应用已有多年历史。
国内外学者就钻孔卸压防治冲击地压的机理、方法和效果等方面进行了广泛研究。
例如，俄罗斯学者提出了利用钻孔卸压防治冲击地压的技术体系，包括预测、防冲和治理三个阶段。
国内研究者在此基础上进行了改进和创新，提出了适用于我国矿井条件的多阶段钻孔卸压防治冲击地压技术。
实验研究方面，研究者们通过模拟实验和现场试验，证实了钻孔卸压对冲击地压的防治效果。
本文的研究问题是：钻孔卸压防治冲击地压的机理是什么？不同卸压方案对冲压力分布有何影响？为解决这些问题，本文提出以下假设：钻孔卸压能够改变煤岩体的应力状态，从而降低冲击地压发生的可能性；不同卸压方案对冲压力分布的影响具有差异性。
本文采用文献分析、数值模拟和实验研究相结合的方法，对钻孔卸压防治冲击地压进行研究。
通过文献分析了解钻孔卸压防治冲击地压的研究现状和发展趋势；利用数值模拟软件对不同卸压方案进行模拟分析，探讨不同方案对冲压力分布的影响；通过实验研究验证数值模拟结果的可靠性和准确性。
通过数值模拟和实验研究发现，钻孔卸压能够有效地降低冲击地压发生的可能性，其机理在于通过钻孔卸压改变了煤岩体的应力状态，使煤岩体内部应力得到释放。
同时，不同卸压方案对冲压力分布的影响具有差异性，合理的卸压方案能够有效地降低冲压力峰值，从而降低冲击地压的危险性。
结合前人研究和本文研究结果，可以得出以下钻孔卸压防治冲击地压的机理是改变煤岩体的应力状态，降低其内部应力；合理的卸压方案能够有效地降低冲压力峰值，从而降低冲击地压的危险性；钻孔卸压防治冲击地压的方法具有针对性强、效果显著等优点，但也存在成本较高、操作复杂等不足。
钻孔卸压原理
钻孔卸压原理
嘿，朋友！今天咱来聊聊钻孔卸压这神奇的原理。
你知道吗？就好像我们的身体，有时候压力太大，就得找个出口释
放一下，不然就会出问题。
矿山也是一样，那承受的压力可不得了。
钻孔卸压呢，简单说就是给矿山“松松绑”。
想象一下，矿山就像一
个被紧紧挤压的大皮球，内部的压力不断积聚，如果不加以处理，随
时可能“爆炸”。
那这钻孔就像是在皮球上扎个小孔，让里面的压力有地方跑出来。
钻孔一出现，周围的岩石应力就会重新分布，原本集中的压力慢慢散开，变得没那么可怕了。
这就好比水流，原本一股劲儿地冲着一个地方猛冲，一旦有了分流
的渠道，力量就分散了，冲击力也就小了。
而且啊，钻孔的位置、大小、深度，那可都是有讲究的。
位置不对，就像治病没找对穴位，效果大打折扣。
大小不合适，要么太小压力释
放不充分，要么太大影响了整体结构的稳定性。
深度不够呢，就像挠痒痒没挠到点上，压力还是在那儿兴风作浪。
你说这钻孔卸压是不是很神奇？它就像是矿山的“安全阀”，能让矿
山在巨大的压力下也能稳稳当当的。
这原理其实在生活中也有类似的例子。
比如我们紧张的时候，找个方式放松一下，心情就好多了，这和钻孔卸压本质上是不是有点像？都是在压力太大的时候，找到一个合适的出口，把压力释放掉，让自己能更轻松地应对各种情况。
总之，钻孔卸压原理就是通过巧妙地钻孔，让矿山内部的压力得到有效的释放和重新分布，保障矿山的安全稳定。
咱们可不能小瞧了这看似简单的一招，它背后的学问可大着呢！。
大直径反井钻机关键技术研究
内容摘要
自“十二五”以来，国家加大了对煤层气产业的支持力度，推动了煤层气井 用钻机技术的发展。未来，随着科技的进步和市场需求的变化，国内煤层气井用 钻机技术的发展趋势将更加明显。具体表现在以下几个方面：一是技术水平不断 提高，将引进和发展更为先进的钻机设备和技术，提高钻井效率；二是朝向集成 化、自动化、智能化方向发展，
大直径反井钻机关键技术研究
01 引言
03 研究方法
目录
02 文献综述 04 关键技术探讨
目录
05 研究成果与不足
07 参考内容
06 结论
引言
引言
大直径反井钻机在矿山、水利、交通和能源等领域具有广泛的应用前景。在 钻井工程中，大直径反井钻机主要用于施工大直径竖井和斜井，其独特的反向钻 进技术能够提高钻井效率，降低钻井成本，具有良好的经济和社会效益。然而， 大直径反井钻机技术仍存在诸多技术难题，如钻机设计、施工工艺、质量控制等 方面的不足。因此，本次演示旨在深入探讨大直径反井钻机关键技术，为提高该 领域的技术水平提供理论支撑。
二、大直径钻进技术的现状和背景
然而，现有的大直径钻进技术都存在一定的局限性。首先，设备研制方面， 由于大直径钻机体积和重量较大，运输和安装难度较大，对施工场地要求较高。 其次，钻进工艺方面，由于大直径钻进过程中轴向力较大，钻头磨损严重，需要 频繁更换钻头，成本较高。最后，现场应用方面，由于大直径钻进技术的风险较 大，需要加强现场安全管理，保证作业安全。因此，开展新型的大直径钻进技术 研究十分必要。
内容摘要
实现在钻机操作、工程监控、数据处理等方面的智能化和自动化；三是将注 重环境保护和可持续发展，在降低能耗、减少污染、资源利用等方面加大力度， 推动绿色环保的钻机技术的发展。
济三矿大直径钻孔卸压措施的研究与应用
济三矿大直径钻孔卸压措施的研究与应用陈本华(兖矿集团公司济宁三号煤矿,山东济宁 272069)摘 要 2005年7月10日开始按照2m一组、一组两个 115mm钻孔的要求进行大直径钻孔卸压施工,在工作面轨顺共施工钻孔32个。
在使用大钻孔卸压施工后,于2005年7月19日中班,开始对轨顺进行钻屑法检测,测得煤粉量的较大值出现在煤体深部,减缓了冲击危险。
关键词 大直径钻孔 煤层压力 卸压措施 研究应用1 钻孔卸压半径的数值模拟研究采用煤体钻孔可以释放煤体中聚集的弹性能,消除应力升高区。
应用RFPA软件计算分析不同煤层强度、不同煤层压力(垂压)、不同孔径条件下钻孔破坏半径的变化规律。
通过回归分析得出了钻孔破坏半径与煤层强度、煤层压力(垂压)和钻孔直径之间的关系。
1.1 不同条件下开孔的数值模拟应力条件选取在5~25MPa,钻孔直径选取120mm、200mm、320mm、400mm四种,煤体强度为3~17MPa。
单元的尺寸为20 20mm,选取煤体的力学参数如表1。
表1 模型基本参数岩体性质指标弹性模量抗压强度泊松比均值度平均值(MPa)均值度数值(MPa)均值度平均值压拉比C T残余强度系数R s煤体104000103~171000.3100.3钻孔开孔后,孔径两边应力集中,孔周围破坏,在不同条件下出现不同的破坏范围,用破坏半径来衡量。
煤层强度5MPa,垂压10MPa,钻孔孔径不同的横向破坏半径、声发射示意图如图1。
通过以上数值模拟可知在煤层强度和煤层垂压一定的条件下,钻孔破坏半径随着孔径的增大而增大。
图1 钻孔孔径不同的横向破坏半径声发射示意图1.2卸压钻孔破坏半径模拟总结经分析得出如下规律:(1)钻孔周围破坏半径随着垂压的增大而增大;(2)随着煤层强度的提高,钻孔破坏半径呈减小趋势;(3)钻孔直径越大,卸压效果越好。
2 卸压钻孔合理间距的数值模拟以200mm的成孔直径作为模拟的基础,在检测出有冲击危险的高应力区实施卸压钻孔时,相当于煤体垂直应力为30MPa,这里以30MPa为标准计算,因为在应力更高时,同样能取得更好的对煤体的软化效果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
大直径钻孔卸压机理及效果检验技术研究秦子晗1，2（1.天地科技股份有限公司开采设计事业部，北京100013； 2.煤炭科学研究总院开采研究分院，北京100013）［摘要］大直径钻孔是防治冲击地压的主要手段之一，掌握其卸压效果检验技术有助于对施工参数进行设计和优化。
从煤体应力、能量和冲击倾向等角度出发，分析了大直径钻孔的卸压原理；从施工角度考虑，分析了大直径钻孔卸压效果的主要影响因素；提出了以电磁波CT 探测为技术手段对大直径钻孔卸压效果进行区域检验。
研究及探测结果表明，大直径钻孔通过调节压力、耗散能量和降低冲击属性达到卸压目的；煤层强度、钻孔直径和间距是卸压效果的主要影响因素；通过确定煤体中电磁波吸收系数能够良好地反映出钻孔区域的卸压效果，是一种有效的检验技术手段。
［关键词］大直径钻孔；卸压机理；效果检验；电磁波CT ；吸收系数［中图分类号］TD324.2［文献标识码］A［文章编号］1006-6225（2018）04-0077-04Study of Pressure Ｒelief with Large Diameter Drilling Hole and Ｒesults VerifiedQIN Zi-han 1，2（1.Coal Mining ＆Designing Department ，Tiandi Science ＆Technology Co.，Ltd.，Beijing 100013，China ；2.Mining Institute ，China Coal Ｒesearch Institute ，Beijing 100013，China ）Abstract ：Large diameter drilling hole was one of the main method to rock burst prevention ，pressure relief verified technology was contributed to construction parameters design and optimization.From some view of coal body strain ，energy and impact tendency ，pres-sure relief with large diameter drilling hole was analyzed ，from construction view ，the main influence factors were also rge diameter pressure relief results was detected regional by electromagnetic wave CT.The results showed that pressure relief aim could be arrived by pressure adjustment ，energy dissipation and reduce impact property.Coal seam strength ，diameter and interval were all the main influence factors ，pressure relief could be reflected by electromagnetic wave absorption coefficient determination in coal seam ，and it is an effectively inspection technique.Key words ：large diameter drilling hole ；pressure relief ；results verified ；electromagnetic wave CT ；absorption coefficient［收稿日期］2018－04－17［DOI ］10.13532/11－3677/td.2018.04.018［基金项目］国家重点研发计划（2016YFC0801403，2017YFC0804204）；国家自然科学基金项目（51574149）［作者简介］秦子晗(1983－)，男，河北衡水人，副研究员，主要从事煤矿冲击地压理论与防治技术研究。
［引用格式］秦子晗.大直径钻孔卸压机理及效果检验技术研究［J ］．煤矿开采，2018，23（4）：77－80.煤层大直径钻孔是冲击地压灾害的主要防治手段之一，它通过在煤层施工直径不小于95mm 的钻孔，实现破坏和软化煤体的作用，从而降低或转移煤体内的集中高应力［1－2］。
由于大直径钻孔卸压工艺简单易操作，目前已成为防治冲击地压的主流方法。
针对大直径钻孔的参数研究也有诸多文献，但对于大直径钻孔的卸压效果，还缺乏有效且直观的检测方法。
目前应用最多的为钻屑法检测，该方法存在检测范围有限、施工工程量大且受施工人员影响等问题。
因此，本文拟通过对钻孔卸压机理及影响因素分析，采用电磁波CT 局部探测的地球物理方法，实现煤体的钻孔卸压效果检验。
1大直径钻孔卸压原理关于煤层大直径钻孔冲击地压防治的卸压机理的研究较多，通过总结和分析，其卸压原理表现在以下3个方面：(1)调节应力分布大直径钻孔施工后，钻孔周围应力重新分布，其分布特征与钻孔围岩破坏变形情况密切相关。
根据极限平衡理论，钻孔周边围岩受集中应力影响发生破坏，应力峰值随之向外转移，当某个位置内的支承力与破坏区的压力相平衡时，应力峰值便不再向外移动［3］。
此时，钻孔围岩各应力区域相对稳定，而在钻孔塑性区和破裂区，围岩内应力呈降低状态，从而起到卸压作用。
稳定后钻孔围岩应力分布形式如图1所示。
(2)能量耗散根据能量耗散理论，煤岩体在外力作用下发生的变形破坏其实是内部存储的弹性能量在耗散过程中的一种失稳现象［4］。
冲击地压本质上是煤岩体内的大量弹性应变能在特定条件下剧烈释放的结果，而煤岩体内施工的大直径钻孔及孔壁围岩的破坏活动都会耗散其中的弹性应变77第23卷第4期（总第143期）2018年8月煤矿开采COAL MINING TECHNOLOGYVol.23No.4（Series No.143）August2018Ｒ0—钻孔初始半径；Ｒc—破裂区半径；Ｒp—塑性区半径图1钻孔周围煤岩体应力分布能。
在应力环境不变的情况下，大直径钻孔耗散煤岩体内的弹性应变能越多，整个围岩系统中的残余弹性应变能就越少。
依据冲击地压启动理论，当冲击地压发生的冲击能量大幅降低时，冲击地压发生的危险性就越小。
为表征大直径钻孔对煤岩体内的弹性应变能量的耗散情况，文献［5］提出了钻孔耗能率的概念。
在煤岩体开采环境相同的情况下，单个钻孔的耗能率越高，表明其卸压防冲效果也就越好［5］。
钻孔耗能率η计算公式为：η=U+W－UdrUe（1）式中，U0为钻孔前各单元弹性应变能之和；Udr为钻孔后各单元弹性应变能之和；W为钻孔后计算过程中上部边界载荷的总做功量；Ue为钻孔前模型的弹性能密度。
(3)降低煤岩冲击危险性随着煤岩体内施工多个大直径钻孔，每个钻孔围岩的破裂变形使得钻孔周边产生一定范围的塑性破坏区，煤体力学性质的变化也使得冲击危险性发生变化。
相对于钻孔卸压前的煤岩体的脆性破坏，钻孔周边的煤岩体具有了一定的压缩变形性能，呈明显“塑化”状态。
多组大直径钻孔使得煤岩体整体结构发生改变，导致强度下降，而“塑化”的煤体积聚弹性能的能力也大幅下降，而以塑性变形方式消耗弹性能的能力增加，使得煤的冲击倾向大幅减弱，甚至完全失去冲击能力。
2卸压效果影响因素分析2.1煤体硬度大直径钻孔的卸压半径与煤体强度呈反比关系［6］，主要体现在当煤体硬度较小时，钻孔周边迅速发生破坏，造成应力向外围转移。
而随着煤体硬度的增大，钻孔将不容易塌孔，要经过较长时间或应力增加时，才会出现煤体塌落并充填自由空间，所以硬煤体中钻孔的卸压效果具有滞后性。
但对于不同硬度的煤层，只要钻孔发生完全破坏，都会对应力起到明显的调节作用。
2.2钻孔直径钻孔直径是影响钻孔卸压效果的重要因素，钻孔直径的大小，直接影响着钻孔卸压效果的好坏［7］。
因此，合理选取钻孔直径对钻孔卸压效果的影响尤其重要。
钻孔直径越大，其卸压范围和卸压程度也就越高，因此，钻孔卸压优先选择较大直径。
但在采用较大直径钻孔时，施工速度明显降低，且对钻机的要求也较高，另外根据现场显现情况，在高应力集中区进行大直径钻孔卸压时，孔径越大，发生孔内冲击的频率也越高，对钻孔施工人员的威胁也越大。
因此，钻孔直径应结合钻机设备及现场施工条件，综合确定大直径钻孔的孔径。
2.3钻孔间距钻孔间距的大小直接影响大直径钻孔卸压效果，原则上间距越小，卸压效果越好［8］，但钻孔间距应当与单孔的卸压半径相适应，这样既保证了卸压效果又避免因过度卸压对巷道支护造成破坏。
根据不同煤层强度、不同煤层压力、不同孔径对钻孔破坏半径的影响，在数据统计基础上进行回归分析，得到卸压半径与煤层所受垂向压力、钻孔直径、煤层强度等因素的关系公式［9］，其卸压影响半径计算公式如下：ＲC=1400ˑ1.07Pvˑ（0.91ln D－3.28）/Ｒcoal（2）式中，ＲC为钻孔卸压半径，m；Pv为垂向压力，MPa；D为钻孔直径，mm；Ｒcoal为煤层抗压强度，MPa。
3电磁波CT探测原理电磁波CT法是利用无线电波（频率0.5 32MHz）在两个钻孔中分别发射和接收，根据不同位置上接收的场强的大小，来确定地下不同介质分布的一种地球物理勘查方法［10］。
当电磁波在同一介质中传播时，赋存的裂隙和弱面会导致电磁波的衰减［11］，其中煤体破坏程度越高，对电磁波的吸收系数就越高。
其探测原理就是通过反映吸收系统的差异来判断围岩裂隙带的发育程度和分布情况。
下式为电磁波CT法中的吸收系数计算公式：β=ω槡με121+σωε()槡2－1[]槡（3）式中，β为吸收系数；ω为天线圆频率；ε为介电87总第143期煤矿开采2018年第4期常数；μ为磁导率；σ为电导率。
基于以上原理，大直径钻孔施工后，对煤体产生的卸压作用导致煤体发生破坏，并在钻孔周边产生大量的裂隙，而在该区域进行探测时，电磁波在传播过程中受介质中裂隙界面影响，发生大量的折射、反射和散射现象，从而使电磁波能量较多损失，其表现出的吸收系数变化则可直接表明钻孔周边的煤体破碎情况，从而实现对钻孔卸压效果的间接反映。
4电磁波CT 现场探测本次探测选择唐口煤矿进行现场探测，所采煤层为3煤，平均厚度9.44m ，坚固性系数为1.52。
探测地点为6304工作面轨道巷巷帮，共布置3组大直径钻孔，钻孔直径均为150mm ，卸压区域位于探测区域正中，具体如图2所示。