技术领域 [0001]本发明涉及深部煤矿动力灾害防控领域，尤其是适用于深部高应力巷道卸压解危、软弱煤层巷道加固的一种吸能注浆与大直径卸压孔组合的煤巷冲击矿压防治方法。 背景技术 [0002]一方面，随着我国煤矿开采深度的增加，高应力巷道增多，围岩应力不断增大，围岩变形失稳的现象越来越普遍，冲击矿压等突发性动力灾害频发。另一方面，我国大约40％的煤矿工作面位于软弱煤层，受到扰动后煤层非常破碎，支护难度很大，同时常规的支护难以起到有效控制作用，对生产工人的生命安全、生产效率、机械设备都造成了巨大的威胁，是我国深部煤炭开采亟待解决的技术难题。 [0003]大直径钻孔卸压作为高应力巷道和冲击矿压巷道常用的一种卸压方法，在地下工程领域应用广泛。大直径钻孔卸压的实质是利用高应力条件下钻孔受力变形及破坏而吸收围岩中积聚的弹性能，进而降低巷道周围高应力值并减小高应力区，使应力集中区域转移到了围岩深部，对巷道起到了保护作用。然而，对于较软的煤岩层，大直径卸压孔常会出现卸压过度的现象，并且会破坏煤巷支护结构的稳定性。中国专利CN202010439413公开的一种利用原卸压孔提升爆破效果的煤层深孔爆破卸压方法，减少了大直径钻孔的钻取数量，在原有的大直径钻孔中进行深孔爆破来提升卸压效果，但深孔爆破的工艺复杂，且效果不易控制，反而会增加后期的支护难度与支护成本。为了克服大直径卸压孔在煤层卸压中应用的不足，目前出现了松软破碎煤巷注浆加固技术和大直径钻孔卸压锚固层局部充填强化技术，在一定程度上提高了软弱煤层的强度。但由于施工工艺的限制，上述方法虽然对于煤体强度有所改善，原本的卸压效果却显著降低。此外，已有的大直径卸压方法发挥的作用单一，往往只起到卸压作用，钻孔时易受到煤岩体性质的限制。因此，亟需发明一种既能够显著卸压又能够加固煤体、保证煤巷支护结构稳定性的冲击矿压防治方法，以满足深部高应力巷道、冲击矿压巷道的卸压需求，应对深部动力灾害的发生。 发明内容 [0004]本发明针对以上问题，提出了一种吸能注浆与大直径卸压孔组合的煤巷冲击矿压防治方法，在降低巷道围岩应力峰值和高应力范围的同时，对煤体加固，防止大直径卸压孔在煤层巷道两帮卸压过度。另外，依靠大直径卸压孔与吸能注浆材料大变形为煤体变形释能提供更大的补偿空间，减少冲击矿压等动力灾害在深部煤炭开采时带来的威胁。 [0005]本发明的技术方案为：包括如下步骤： [0006]S1、钻取水压致裂导孔：在巷道的帮部钻取斜向上的水压致裂导孔； [0007]S2、水压致裂：在水压致裂导孔均匀的布置多个压裂区，对各个压裂区先采用高压进行预割缝，再采用低压进行压裂； [0008]S3、压裂区注浆加固：向步骤S2形成的裂隙进行注浆充填； [0009]S4、钻取大直径卸压孔：对水压致裂导孔进行扩孔，形成大直径卸压孔。 [0010]进一步的，步骤S1中利用钻机钻取水压致裂导孔，其直径为100mm、深度为40m、水平向上倾斜5°； [0011]巷道的每个帮部布设一排水压致裂导孔，水压致裂导孔的位置位于巷道中部，即巷道两帮沿高度方向的中间位置，水压致裂导孔的孔口中心距离顶板1700mm，相邻左右水压致裂导孔的孔口中心的间距为1500mm。 [0012]进一步的，步骤S2具体为：在水压致裂导孔中每隔3m布置一个压裂区，压裂区两边利用封隔器密封，封装完毕后先利用高压水泵进行预割缝，压力值不低于60MPa；预割缝完成后，降低压力值至30MPa使裂缝继续向前延伸，煤层破裂并形成无数细小裂缝，各水压致裂孔之间的裂缝相互连通形成卸压区。 [0013]进一步的，步骤S3具体为：以水压致裂导孔作为填充路径，利用注浆泵向的水压致裂产生的裂隙中进行充填，充填材料为沥青或者橡胶注浆浆液。 [0014]进一步的，步骤S4具体为：在所述S1钻取的水压致裂导孔的基础上，进一步利用钻机将孔的直径扩大至150mm，钻取方向及布设间距与S1中的水压致裂导孔一致。 [0015]进一步的，巷道的帮部和顶板均采用锚杆支护，锚杆的间排距均为800mm，巷道顶部的锚索间排距为1600mm。 [0016]本发明的上述技术方案作用过程如下： [0017]在围岩发生变形前，通过钻取的水压致裂导孔，在孔的末端形成卸压区，降低巷道围岩应力峰值和高应力范围，将应力集中区域由巷道两帮向煤体深部转移，完成初次卸压的过程。 [0018]当煤体中高应力由巷道两帮转移到煤体深部且煤体结构稳定后，水压致裂使导孔之间的裂隙扩展延伸并相互贯通，使围岩应力进一步释放，强化初次卸压，对冲击矿压起到了事前控制的作用。 [0019]当初次卸压完成后，通过注浆泵泵入沥青或者橡胶注浆浆液对水压致裂诱生的裂隙及破碎煤体进行充填加固，提升破碎煤体的完整性和变形吸能的能力，避免了卸压区过于破碎，降低了后期巷道支护难度，同时所填充的沥青或者橡胶注浆浆液本身具有变形吸能的作用。 [0020]当煤体受载发生变形时，大直径卸压孔利用自身的大变形为煤体变形提供了更大的补偿空间。 [0021]本发明的上述技术方案的有益效果如下： [0022]本发明具有大直径卸压孔变形吸能和煤体吸能浆液注浆加固二次吸能的双重冲击矿压防治作用，既利用卸压孔改变了围岩应力场的高应力状态，降低了高应力值，减小了应力范围，将应力集中区转移至围岩深部，又通过对煤体进行吸能浆液注浆充填，提升破碎煤体的完整性和变形吸能的能力。另外，水压致裂导孔扩孔成为大直径卸压孔，一孔多用的同时也降低了钻取卸压孔的难度。“卸压-加固-卸压”的施工顺序，避免了在破碎煤层中直接钻取大直径卸压孔带来的卸压过度和破坏支护结构完整性的问题，从卸压与加固两个方向降低了冲击矿压发生的风险。 附图说明 [0023]图1为本发明实施例中钻取水压致裂导孔工作示意图； [0024]图2(a)为本发明实施例中水压致裂工作示意图； [0025]图2(b)为本发明实施例中水力压裂效果示意图； [0026]图3为本发明实施例中吸能注浆材料充填工作示意图； [0027]图4为本发明实施例中水压致裂导孔与大直径卸压孔的布置图； [0028]图中：1-钻机，2-运输车，3-钻头，4-水压致裂导孔，5-煤层，6-压裂区，7-封隔器，8-软管，9-流量计及压力控制系统，10-压力泵，11-数据记录系统，12-水力压裂诱生裂隙，13-卸压区，14-锚杆，15-锚索，16-充气式止浆塞，17注浆泵，18-大直径卸压孔。 具体实施方式 [0029]为能清楚说明本专利的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本专利进行详细阐述。 [0030]本发明如图1-4所示，包括如下实施步骤： [0031]S1、钻取水压致裂导孔；S2、水压致裂；S3、压裂区注浆加固；S4、钻取大直径卸压孔。 [0032]首先进行S1、钻取水压致裂导孔，如图1所示，利用带有钻头3的钻机1，在煤层5上钻取直径100mm的水压致裂导孔4，如图4所示，巷道每帮各钻取一排，位于巷道中部，即巷道两帮沿高度方向的中间位置，距离顶板1700mm，导孔左右间距1500mm，孔深为40m，导孔水平向上倾斜5°，便于孔中煤屑的清理，通过钻取的水压致裂导孔4，在孔的末端形成卸压区13，降低巷道围岩的高应力值和范围，将应力集中区域由巷道两帮向煤层深处转移，完成初次卸压的过程，并为后续的水压致裂与钻取大直径卸压孔提供路径，起到了一孔多用的作用，同时降低了钻取卸压孔的难度，钻出的煤屑通过与钻机1一同连接的运输车2进行携运，避免了后续的清理工作。 [0033]巷道围岩应力由巷道两帮转移到煤体深处且煤体结构稳定后，进行S2、水压致裂，如图2(a)所示，在水压致裂开始之前，每隔3m布置一个压裂区6，压裂区6两边利用封隔器7密封，封装完毕后先利用超高压水泵10进行预割缝，压力值不低于60MPa，以缩短总的压裂时间，预割缝完成后，降低压力值至30MPa，使压裂液以平缓的速度诱导裂隙延伸，防止局部压力过大，导致煤岩体垮落。 [0034]上述过程中，为了对岩体进行初步的开口，本案中使用不低于60MPa的压力，快速的进行预割缝，时间短于使用后续30MPa压裂的时间，此后，降低压力值至30MPa，由于孔内各处煤体强度存在一定差异，压裂时间主要根据数据记录系统与流量计及压力控制系统并结合现场施工人员的施工经验而定，裂缝继续向前延伸，使煤层破裂并形成无数细小的水力压裂诱生裂缝12，各水压致裂导孔4之间的裂缝相互连通，压裂效果如图2(b)，需要解释的是，水压致裂导孔4之间的裂缝相互贯通，指的是导孔与导孔之间在末端形成相互贯通的卸压区，图2(b)中只展示了一条卸压导孔的平面图，其并不是指某一条导孔上水力压裂诱生裂缝12与卸压区13之间相互贯通，使煤体的高应力进一步释放，强化初次卸压，对冲击矿压起到了事前控制的作用。 [0035]待水压致裂完成后，进行S3、压裂区注浆加固，如图3所示，以水压致裂导孔4作为填充路径进行吸能材料充填加固，通过水压致裂导孔4将注浆管送至最深部的一处压裂区6，用充气式止浆塞16在压裂区6两边进行密封，封装完毕后，利用注浆泵17向压裂区6的水力压裂诱生裂缝12中进行充填加固，充填材料为沥青或者橡胶注浆浆液，泵送压力不低于40MPa，使沥青或者橡胶注浆浆液在水力压裂诱生裂隙12中充分流动并最终固化，该步骤完成后，由深及浅进行下一个压裂区6的充填，直至所有压裂区6中的水力压裂诱生裂缝12全部进行了充填，以提升煤体的强度和完整性，避免了水力压裂诱生裂隙12过于破碎，降低了后期巷道支护难度，同时所填充的沥青或者橡胶注浆浆液本身具有变形吸能的作用。 [0036]具体来说：冲击矿压主要来自巷道上部，在围岩发生变形前卸压区13完成巷道周围的高应力转移，若进行注浆加固成本太高且不具备明显的卸压效果，当冲击矿压发生时，主要依靠大直径卸压孔与注浆材料的变形吸能抗压，所以文中所述的煤体强度和完整性主要指大直径卸压孔与水力压裂诱生裂隙之间的完整性。 [0037]在压裂过程中，出水口与流量计及压力控制系统9用软管8连接，方便控制出水压力，流量计及压力控制系统9再依次与压力泵10、数据记录系统11连接。 [0038]当如图3所示的压裂区注浆加固完成后，待破碎区煤体结构稳定，在步骤S1钻取的水压致裂导孔4的基础上，进一步利用钻机1将孔的直径扩大至150mm，钻取方向及排距与S1一致，避免了直接钻取大直径卸压孔时导致卸压过度或煤体强度不足导致的失稳现象，保证了煤巷支护结构稳定性。当围岩发生变形时，大直径卸压孔利用自身的大变形，为围岩变形提供了更大的补偿空间，以应对冲击地压的发生。 [0039]如图4所示，水压致裂导孔与大直径卸压孔18位置一致，每帮布设一排，间距1500mm，同时巷道帮部用锚杆14支护，间排距均为800mm，巷道顶板交错800mm间距布设锚杆14与锚索15进行支护，锚杆沿巷道宽度方向间距800mm，锚索沿巷道宽度方向间距1600mm。 [0040]本发明具体实施途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。