[發明專利]一種堅硬煤層頂板時空協同控制弱化方法

有效

• 申請號: 201810033695.1
• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號: CN108252715B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 翟成;徐吉釗;孫勇;郭繼勝;馬征;馬會騰
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18;E21C37/14
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種堅硬煤層頂板時空協同控制弱化方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

超前鉆孔：在回風巷道(1)頂板上沿煤層工作面(8)推進方向順序鉆取若干個超前弱化致裂鉆孔組(10)，超前弱化致裂鉆孔穿過直接頂(2)達到老頂(3)，每個超前弱化致裂鉆孔組(10)均包括沿煤層工作面(8)推進方向依次布置的第一排致裂鉆孔(4)、第二排致裂鉆孔(5)和第三排致裂鉆孔(6)，第一排致裂鉆孔(4)、第二排致裂鉆孔(5)和第三排致裂鉆孔(6)均朝采空區(9)方向傾斜，第一排致裂鉆孔(4)傾斜角度為α，第二排致裂鉆孔(5)傾斜角度為β，第三排致裂鉆孔(6)傾斜角度為γ，α<β<γ；

逐級弱化致裂：當煤層工作面(8)向前推進到超前弱化致裂鉆孔組(10)的位置時，依次向第一排致裂鉆孔(4)、第二排致裂鉆孔(5)和第三排致裂鉆孔(6)內填裝靜態破碎劑藥卷(7)，在靜態破碎劑藥卷(7)作用下，實現超前弱化致裂鉆孔組(10)周圍巖層的逐級致裂弱化，進而實現回風巷道(1)頂板的斷裂跨落；

逐級弱化致裂步驟中，填裝靜態破碎劑藥卷(7)時，先填裝第一排致裂鉆孔(4)，等第一排致裂鉆孔(4)內靜態破碎劑藥卷(7)反應時間達到t₁時再填裝第二排致裂鉆孔(5)，等第二排致裂鉆孔(5)內靜態破碎劑藥卷(7)反應時間達到t₁時再填裝第三排致裂鉆孔(6)，t₁小于鉆孔內靜態破碎劑藥卷膨脹應力值到達峰值時所需的時間，其中，對于春季和秋季型靜態破碎劑藥卷，t₁范圍為1～1.2h，對于夏季型靜態破碎劑藥卷，t₁范圍為2～2.5h，對于冬季型靜態破碎劑藥卷，t₁范圍為0.3～0.5h。

2.根據權利要求1所述的一種堅硬煤層頂板時空協同控制弱化方法，其特征在于：超前鉆孔步驟中，相鄰兩個超前弱化致裂鉆孔組(10)間的間距為1～1.2m；第一排致裂鉆孔(4)、第二排致裂鉆孔(5)和第三排致裂鉆孔(6)間的間距為1～1.2m；第一排致裂鉆孔(4)、第二排致裂鉆孔(5)和第三排致裂鉆孔(6)的孔徑均為40～60mm、孔深均為2～3m、孔間距為0.5～0.8m。

3.根據權利要求1所述的一種堅硬煤層頂板時空協同控制弱化方法，其特征在于：超前鉆孔步驟中，α為30°，β為45°，γ為60°。