[發明專利]一種高應力狀態下區段寬煤柱防抱鉆水力割縫精準卸壓法

在審

• 申請號: 202211095564.9
• 申請日: 2022-09-06
• 公開（公告）號: CN115822599A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 丁國利;李帥;郝英豪;張永將;趙乾;陸占金;陳云民;季飛;蔡海瑞;國林東;王治文;劉永三;繆小冬;黃振飛;劉晨陽
• 申請（專利權）人: 中天合創能源有限責任公司
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18;E21B7/18
• 代理公司: 內蒙古欣洋瑞專利代理有限公司 15110
• 代理人: 劉永珍

1.一種高應力狀態下區段寬煤柱防抱鉆水力割縫精準卸壓法，其特征在于，具體包括如下步驟：

S1、巷道沖擊危險區域劃分；弱沖擊危險區、中沖擊危險區(5)、強沖擊危險區；

S2、確定鉆孔布置方位；根據巷道沖擊危險區域劃分情況，規劃超高壓水力割縫鉆孔及小孔徑卸壓鉆孔布置參數；具體為：

當區段寬煤柱高度H≥2.2m時，在超高壓水力割縫鉆孔上下布置至少兩排小孔徑卸壓鉆孔；當區段寬煤柱高度H＜2.2m時，在超高壓水力割縫鉆孔上方布置1～2排小孔徑卸壓鉆孔；

超高壓水力割縫鉆孔及小孔徑卸壓鉆孔垂直于區段寬煤柱走向，沿其傾向實施打鉆作業，

H₁∈[0.8,1.5]m，H₁為超高壓水力割縫鉆孔連線與小孔徑卸壓鉆孔連線之間的距離；

H₂∈[0.2,0.3]m，H₂為多排小孔徑卸壓鉆孔在超高壓水力割縫鉆孔(3)同側時，其連線之間的距離；

H₃∈[0.8,1.8]m，H₃為超高壓水力割縫鉆孔連線到煤柱頂部或底部的距離；

H₄∈[0.2,0.3]m，H₄為最靠近煤柱頂部或底部的小孔徑卸壓鉆孔連線到煤柱頂部或底部之間的距離；

強沖擊危險區：L₁∈[3,4]m、L₂∈[0.2,0.3]m；

中沖擊危險區：L₁∈[4,5]m、L₂∈[0.3,0.5]m；

弱沖擊危險區：L₁∈[6,7]m、L₂∈[0.5,0.8]m；

其中，L₁為相鄰超高壓水力割縫鉆孔之間的距離；L₂為相鄰小孔徑卸壓鉆孔之間的距離；

S3、實施小孔徑卸壓鉆孔；利用小孔徑鉆孔系統實施打鉆作業；

S4、實施單個超高壓水力割縫鉆孔；利用超高壓水力割縫系統，進行超高壓水力割縫鉆孔，在煤體中形成扁平的環形縫槽；

S5、多組超高壓水力割縫鉆孔順序實施；沿巷道區段寬煤柱側實施多組順層水力割縫鉆孔并完成割縫作業，在每個割縫鉆孔內分別重復步驟S4，使煤柱中形成環形縫槽網，實現巷道周圍煤巖體所承載集中靜載整體向煤柱彈性區域轉移，阻斷或削弱動載擾動波對巷道影響。

2.根據權利要求1所述的一種高應力狀態下區段寬煤柱防抱鉆水力割縫精準卸壓法，其特征在于，步驟S2中，根據GB/T 25217《沖擊地壓測定、監測與防治方法》，采用綜合指數法、可能指數法、微震、地音、電磁輻射、鉆屑量、采動應力監測法中的一種或一種以上的方式評估回采巷道沖擊危險性，通過綜合評估評價區域埋深、煤巖體力學參數、煤巖體集中靜載支承程度、地質構造、開拓布置以及周邊動載擾動等因素，精準判別評估區域沖擊危險性等級。

3.根據權利要求1所述的一種高應力狀態下區段寬煤柱防抱鉆水力割縫精準卸壓法，其特征在于，步驟S3中，選用Φ50mm鉆頭及Φ42mm鉆桿實施小孔徑卸壓鉆孔，在區段寬煤柱水力割縫區域形成卸壓區，防止水力割縫作業期間塌孔、抱鉆。

4.根據權利要求1所述的一種高應力狀態下區段寬煤柱防抱鉆水力割縫精準卸壓法，其特征在于，步驟S4中，所述超高壓水力割縫系統包括依次連接的水力割縫鉆頭、高低壓轉換割縫器、淺螺旋高壓鉆桿、水力割縫鉆機、高壓水尾、多重鋼絲纏繞高壓膠管以及超高壓清水泵，高壓轉換割縫器達到應力集中帶后，超高壓清水泵逐步將水壓調高，高低壓轉換割縫器前端關閉，高壓水從側部割縫噴嘴噴出對煤體進行切割，同時水力割縫鉆機帶動高低壓轉換割縫器原地緩慢旋轉，在煤體中形成扁平的環形縫槽。

5.根據權利要求4所述的一種高應力狀態下區段寬煤柱防抱鉆水力割縫精準卸壓法，其特征在于，步驟S3中，小孔徑鉆孔系統包括依次連接的小孔徑鉆頭、小孔徑鉆桿和鉆機。