[發(fā)明專利]微波定向切頂卸壓沿空留巷方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110510840.2
• 申請日: 2021-05-11
• 公開（公告）號: CN113153299A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王小兵;劉海濤;李超;雷才國;楊海賓;杜海軍;柳永紅
• 申請（專利權(quán)）人: 四川川煤華榮能源有限責(zé)任公司
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18
• 代理公司: 成都希盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51226
• 代理人: 芶雅靈;何強

本發(fā)明微波定向切頂卸壓沿空留巷方法，屬于采煤領(lǐng)域，目的是提高沿空護(hù)巷的安全系數(shù)。在回風(fēng)巷下幫施工多個鉆孔；并按相鄰的至少3個鉆孔為一組將鉆孔進(jìn)行分組；選取其中一組鉆孔；在其左側(cè)孔和右側(cè)孔內(nèi)分別安裝對正中間孔的微波發(fā)射器；中間孔進(jìn)行封孔并注滿水；打開微波發(fā)射器，直至水溫大于或者等于50℃時，關(guān)閉微波發(fā)射器；向中間孔內(nèi)注入低溫流體，使中間孔內(nèi)的水凝結(jié)成冰；完成其它組鉆孔切頂作業(yè)后，在回風(fēng)巷上覆巖層形成一條貫通的預(yù)裂切縫。整個過程中，微波輻射作用使巖石受熱破裂，巖石熱脹冷縮以及水變成冰過程中體積增加使裂縫的擴張，全程無需在高壓狀態(tài)下作業(yè)，安全性高，也無需爆破，能很好的適用于高瓦斯礦井和突出礦井。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于采煤領(lǐng)域，具體的是微波定向切頂卸壓沿空留巷方法及設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著煤礦開采深度的不斷增加，開采強度不斷增大，礦井的災(zāi)害也日益嚴(yán)重，災(zāi)害治理時間不斷延長，從而導(dǎo)致礦井出現(xiàn)采掘接替緊張的局面。為了緩解此局面，多數(shù)礦井采用了沿空留巷的技術(shù)。但隨著工作面的推進(jìn)，采用沿空留巷時會出現(xiàn)巷道圍巖變形大，頂板支護(hù)困難等情況，尤其是周期來壓步距較大時，采空區(qū)會出現(xiàn)大面積的懸頂和較大的應(yīng)力集中現(xiàn)象，從而導(dǎo)致巷道冒頂、錨桿錨索斷裂等礦壓災(zāi)難。

目前礦井通常采用切頂卸壓技術(shù)進(jìn)行沿空護(hù)巷，主要方式為鉆孔爆破法和水力壓裂法，但鉆孔爆破的炸藥存在行政審批難，運輸、存儲過程受到管制，爆破時炸藥量難以控制，并且容易造成回風(fēng)巷T2探頭CO超限報警；水力壓裂法切頂卸壓時壓裂的范圍難以控制，操作難度大，且易出現(xiàn)安全問題，整個壓裂設(shè)備和巷道頂板長時間處于高壓狀態(tài)，嚴(yán)重制約著礦井的安全高效生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決目前的切頂卸壓進(jìn)行沿空護(hù)巷安全隱患大的問題，提供一種微波定向切頂卸壓沿空留巷方法，提高沿空護(hù)巷的安全系數(shù)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：微波定向切頂卸壓沿空留巷方法，

步驟1、在回風(fēng)巷下幫沿回風(fēng)巷延伸方向施工多個鉆孔；且各個鉆孔末端穿透煤層頂板垮落關(guān)鍵層，按相鄰的至少3個鉆孔為一組將鉆孔進(jìn)行分組，各組中的鉆孔分別包括中間孔、位于中間孔左側(cè)的左側(cè)孔和位于中間孔右側(cè)的右側(cè)孔；

步驟2、選取其中一組鉆孔，在其左側(cè)孔和右側(cè)孔內(nèi)分別安裝聚焦功能的微波發(fā)射器；利用波導(dǎo)線將微波發(fā)射器與微波發(fā)生器相連接；微波發(fā)射器對正中間孔；并用封孔材料對中間孔進(jìn)行封孔；

步驟3、向中間孔內(nèi)注滿水；

步驟4、打開微波發(fā)生器，直至水溫大于或者等于50℃時，關(guān)閉微波發(fā)生器；

步驟5、向中間孔內(nèi)注入低溫流體，使中間孔內(nèi)的水凝結(jié)成冰；

步驟6、重復(fù)步驟2至步驟5完成其它組鉆孔切頂作業(yè)后，在回風(fēng)巷上覆巖層形成一條貫通的預(yù)裂切縫。

進(jìn)一步的，在回風(fēng)巷利用液壓單體支柱對頂板進(jìn)行支護(hù)。

進(jìn)一步的，每組中，相鄰兩個鉆孔之間的間距為0.5m-2m，且每組鉆孔數(shù)量等于3個。

進(jìn)一步的，微波發(fā)射器安裝于關(guān)鍵層處。

進(jìn)一步的，在微波發(fā)射器上安裝有微波聚焦裝置。

進(jìn)一步的，經(jīng)耐低溫管與中間孔相連通；

采用注水裝置向中間孔注水；所述注水裝置包括注水泵，所述注水泵經(jīng)注水管路與耐低溫管相連接。

進(jìn)一步的，采用注低溫流體裝置為中間孔注入低溫流體；所述注低溫流體裝置包括低溫流體罐和低溫流體泵，低溫流體罐經(jīng)安裝有低溫流體泵的流體管路與耐低溫管相連接。

進(jìn)一步的，并設(shè)置有顯示中間孔內(nèi)水溫的溫度顯示器以及顯示中間孔內(nèi)水壓的壓力表。