The invention discloses a chemical expansion fracturing and pressure relief method for a hard and integral roof with an end, belonging to the technical field of coal mining disaster prevention and control. The invention uses chemical materials to combine with water to produce chemical reaction, and uses the volume expansion force formed in the reaction to expand and fracturing the hard and integral roof of the coal mine underground end, which can solve the problems of large area suspension and difficult caving of the roof at the end corner, and reduce the supporting pressure transmission of the large area rotation of the corner roof to the adjacent roadway. Guide strength. Compared with the dense forced caving method, the underground operation has the advantages of small engineering amount, low labor intensity, low cost and good fracturing effect.
【技术实现步骤摘要】
一种端头坚硬完整性顶板化学膨胀压裂卸压方法
本专利技术主要涉及采矿、岩土及边坡工程
,尤其是涉及一种端头坚硬完整性顶板化学膨胀压裂卸压方法。
技术介绍
采动衍生灾害是伴随着采动应力迁移和顶板运动演化的力学行为,保障矿井生产中的安全,高效开采是西北煤炭工业可持续发展的必由之路,综观国内外,特别是对采动煤岩衍生灾害机制的评价及防治研究一直非常重视并积极寻找各种方法解决。近些年,随着煤矿井下巷道支护强度和广度不断加大,工作面端头坚硬完整性较好的直接顶悬顶衍生灾害问题成为煤矿顶板管理中的薄弱环节,制约了工作面安全开采与快速推进及开采的整体水平。一般来讲,在端头顶板相对坚硬而完整的情况下,即使将锚索(杆)应力解除,有时不能对顶板的垮落起主要作用,工作面回采过后,及时将锚索和锚杆解除,顶板仍不垮落。当端头直接顶难以跨落时,井下一般实施低位密集式强制放顶孔卸压措施,主要将顶板打碎,但效果并不理想,而且施工起来工程量较大,劳动强度、成本及工程量也较高。直接顶不能垮落,易造成端头隅角顶板大面积悬空,上覆老顶也随之不能较好的回转下沉,将荷载直接传递于低位直接顶,增大了对相邻巷道支承压力传导。这些突出的顶板动力问题对矿井安全高效开采提出严峻挑战。关于坚硬、完整性顶板的卸压方法,国内常见的方法主要有采后两巷断顶法、小孔径浅孔放顶法、采前深孔预裂爆破、CO2爆破至裂、高压水压裂以及注水软化至裂等方法,每种方法均有优缺点和适用性。化学膨胀压裂坚硬完整性顶板作为煤矿绿色卸压技术,成本较低,安全问题可控,井下方便作业。目前,如何将化学膨胀压裂坚硬完整性顶板应用在高瓦斯矿井瓦斯抽放和 ...
【技术保护点】
1.一种端头坚硬完整性顶板化学膨胀压裂卸压方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:在超前工作面沿巷道轴向间隔开设一排顶板压裂孔(7);步骤二:每个顶板压裂孔(7)沿巷道轴向在前后方向均开设临空钻孔(14),临空钻孔(14)的轴线与顶板压裂孔(7)的轴线平行;步骤三:将压裂效果检测设备(6)设置在沿着巷道轴向开设的第一个顶板压裂孔(7)对应的临空钻孔(14)内,然后将带有止浆塞(8)的高压注浆管(9)伸进第一个顶板压裂孔(7)中,向第一个顶板压裂孔(7)注入膨胀浆液;步骤四,注浆完成后,取出高压注浆管(9),将止浆塞(8)留在顶板压裂孔(7)中;步骤五:对顶板压裂孔(7)进行封孔;步骤六,通过压裂效果检测设备(6)观测临空钻孔(14)内的压裂情况,当压裂效果检测设备(6)检测到已开始膨胀压裂后,取出压裂效果检测设备(6);步骤七,对下一个顶板压裂孔(7)重复进行步骤三至步骤六,直至所有顶板压裂孔(7)将步骤三至步骤六重复完成。
【技术特征摘要】
1.一种端头坚硬完整性顶板化学膨胀压裂卸压方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:在超前工作面沿巷道轴向间隔开设一排顶板压裂孔(7);步骤二:每个顶板压裂孔(7)沿巷道轴向在前后方向均开设临空钻孔(14),临空钻孔(14)的轴线与顶板压裂孔(7)的轴线平行;步骤三:将压裂效果检测设备(6)设置在沿着巷道轴向开设的第一个顶板压裂孔(7)对应的临空钻孔(14)内,然后将带有止浆塞(8)的高压注浆管(9)伸进第一个顶板压裂孔(7)中,向第一个顶板压裂孔(7)注入膨胀浆液;步骤四,注浆完成后,取出高压注浆管(9),将止浆塞(8)留在顶板压裂孔(7)中;步骤五:对顶板压裂孔(7)进行封孔;步骤六,通过压裂效果检测设备(6)观测临空钻孔(14)内的压裂情况,当压裂效果检测设备(6)检测到已开始膨胀压裂后,取出压裂效果检测设备(6);步骤七,对下一个顶板压裂孔(7)重复进行步骤三至步骤六,直至所有顶板压裂孔(7)将步骤三至步骤六重复完成。2.根据权利要求1所述的一种端头坚硬完整性顶板化学膨胀压裂卸压方法,其特征在于,所述步骤一中,在超前工作面沿巷道轴向每间隔10~20m开设一个顶板压裂孔(7)。3.根据权利要求1所述的一种端头坚硬完整性顶板化学膨胀压裂卸压方法,其特征在于,顶板压裂孔(7)向实体煤侧倾斜20°~45°,顶板压裂孔(7)的孔深为20~40m,孔径为60~75cm。4.根据权利要求1所述的一种端头坚硬完整性顶板化学膨胀压裂卸压方法,其特征在于,顶板压裂孔(7)的孔口位置距离实体煤侧上方顶板50~100cm。5.根据权利要求1所述的一种端头坚硬完整性顶板化学膨胀压裂卸压方法,其特征在于,临空钻孔(14)的孔口与顶板压裂孔(7)的孔口之间的间距为30~...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴学明,王苏健,唐恩贤,焦稳峰,黄克军,闫蹬杭,
申请(专利权)人:陕西煤业化工技术研究院有限责任公司,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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