[發(fā)明專利]一種高抽巷內(nèi)鉆孔實(shí)現(xiàn)沿空巷道水壓致裂切頂卸壓的裝置及其使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010172605.4
• 申請(qǐng)日: 2020-03-12
• 公開（公告）號(hào): CN111364923B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張明磊;高林生;楊月;王悅平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 防災(zāi)科技學(xué)院;華北科技學(xué)院
• 主分類號(hào): E21B15/00
• 分類號(hào): E21B15/00;E21C41/18
• 代理公司: 廣州文衡知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44535
• 代理人: 王茜

本發(fā)明涉及煤礦開采領(lǐng)域，具體的說是一種高抽巷內(nèi)鉆孔實(shí)現(xiàn)沿空巷道水壓致裂切頂卸壓的裝置及其使用方法，該方法中使用的高抽巷內(nèi)鉆孔實(shí)現(xiàn)沿空巷道水壓致裂切頂卸壓的裝置包括殼體、鉆頭、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、伸縮機(jī)構(gòu)、角度保持機(jī)構(gòu)和卡合機(jī)構(gòu)；調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定于殼體，通過調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)伸縮機(jī)構(gòu)和鉆頭之間的垂直距離，便于相鄰的兩個(gè)致裂鉆孔之間的間距相同，有利于相鄰的兩個(gè)致裂鉆孔利用水力壓裂形成連續(xù)致裂面投影線，便于基本頂?shù)那懈睿簧炜s機(jī)構(gòu)固定于調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，伸縮機(jī)構(gòu)安裝有角度保持機(jī)構(gòu)，通過伸縮機(jī)構(gòu)和角度保持機(jī)構(gòu)便于使相鄰的兩個(gè)致裂鉆孔的角度和深度相同，有利于相鄰的兩個(gè)致裂鉆孔利用水力壓裂形成連續(xù)致裂面投影線，便于基本頂?shù)那懈睢?/p>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤礦開采領(lǐng)域，具體的說是一種高抽巷內(nèi)鉆孔實(shí)現(xiàn)沿空巷道水壓致裂切頂卸壓的裝置及其使用方法。

背景技術(shù)

小煤柱沿空掘巷或沿空留巷是降低煤柱損失、解決大煤柱上方應(yīng)力集中引起的巷道圍巖大變形、沖擊地壓等地質(zhì)災(zāi)害的重要途徑。然而，當(dāng)基本頂巖層厚度較大且堅(jiān)硬時(shí)，巷道上方基本頂容易在采空區(qū)側(cè)產(chǎn)生較大長(zhǎng)度懸頂，使得小煤柱或充填體容易因承受過大的載荷而發(fā)生破壞，導(dǎo)致巷道圍巖變形劇烈。降低采空區(qū)側(cè)基本頂懸露過長(zhǎng)的問題主要辦法為人工強(qiáng)制切頂，即采用爆破、水力壓裂等方法提前在基本頂特定位置形成預(yù)置裂縫，使基本頂在回采過后沿預(yù)置裂縫垮落，降低基本頂懸頂長(zhǎng)度。由于成本低、施工過程無爆破風(fēng)險(xiǎn)等優(yōu)點(diǎn)，水力壓裂法在降載減沖、增強(qiáng)頂煤冒放性等方面得到大量應(yīng)用。

然而，在利用鉆孔裝置進(jìn)行鉆孔的時(shí)候，由于高抽巷的表面不平整，從而在鉆孔的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致鉆頭鉆入煤體內(nèi)部的位置不在同一直線上，并且在鉆孔的時(shí)候由于抖動(dòng)會(huì)使致裂鉆孔的角度不同，從而使個(gè)致裂鉆孔實(shí)施水力壓裂后形成的致裂面投影線不在同一條直線上，從而導(dǎo)致基本頂在掉落的時(shí)候側(cè)壁不平整；并且由于高抽巷的表面不平整，從而在利用鉆孔裝置進(jìn)行鉆孔的時(shí)候，會(huì)使相鄰的兩個(gè)致裂鉆孔之間的間距不同，當(dāng)間距過大時(shí)，使會(huì)使致裂鉆孔無法形成的連續(xù)的致裂面投影線，無法使基本頂全部掉落；當(dāng)間距過小時(shí)，需要的致裂鉆孔的數(shù)量增多，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種高抽巷內(nèi)鉆孔實(shí)現(xiàn)沿空巷道水壓致裂切頂卸壓的裝置及其使用方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種高抽巷內(nèi)鉆孔實(shí)現(xiàn)沿空巷道水壓致裂切頂卸壓的裝置及其使用方法，該方法步驟如下：

S1：首先，在現(xiàn)有的工作面中掘進(jìn)高抽巷；

S2：在上一工作面煤體回采超前影響距離之外，從高抽巷內(nèi)向上一工作面煤體中沿空巷道擬布置巷旁充填體或煤柱的外側(cè)邊緣上方的基本頂層位利用高抽巷內(nèi)鉆孔實(shí)現(xiàn)沿空巷道水壓致裂切頂卸壓的裝置打設(shè)致裂鉆孔；

S3：在致裂鉆孔內(nèi)合適位置實(shí)施水力壓裂，形成致裂面投影線；

S4：沿高抽巷長(zhǎng)度方向，間隔一定距離利用高抽巷內(nèi)鉆孔實(shí)現(xiàn)沿空巷道水壓致裂切頂卸壓的裝置打設(shè)致裂鉆孔，并實(shí)施水壓致裂形成連續(xù)的致裂面投影線；

其中S1、S2、S3和S4中的高抽巷內(nèi)鉆孔實(shí)現(xiàn)沿空巷道水壓致裂切頂卸壓的裝置包括殼體、鉆頭、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、伸縮機(jī)構(gòu)、角度保持機(jī)構(gòu)和卡合機(jī)構(gòu)，用于打設(shè)致裂鉆孔的所述鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)連接于用于保護(hù)的所述殼體，用于打設(shè)致裂鉆孔的所述鉆頭固定有用于控制相鄰的兩個(gè)致裂鉆孔之間間距的所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用于控制相鄰的兩個(gè)致裂鉆孔之間間距的所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定連接于用于收納的所述伸縮機(jī)構(gòu)，用于伸縮的所述伸縮機(jī)構(gòu)安裝有用于控制相鄰的兩個(gè)致裂鉆孔的鉆入角度相同的所述角度保持機(jī)構(gòu)，用于控制相鄰的兩個(gè)致裂鉆孔的鉆入角度相同的所述角度保持機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)連接有用于將所述角度保持機(jī)構(gòu)收入所述伸縮機(jī)構(gòu)的所述卡合機(jī)構(gòu)，用于將所述角度保持機(jī)構(gòu)收入所述伸縮機(jī)構(gòu)的所述卡合機(jī)構(gòu)卡合于用于伸縮的所述伸縮機(jī)構(gòu)。