本发明专利技术属于煤矿井下卸压护巷技术领域，并公开了一种煤矿巷道顶板联作造缝卸压方法，包括以下步骤：确定巷道顶板中的目标压裂岩层，在所述目标压裂岩层中施工钻孔；沿所述钻孔路径将所述目标压裂岩层划分为多个压裂区段；基于磨料射流工艺，在所述钻孔中依次对多个所述压裂区段中的岩层进行切缝；基于所述切缝，依次对多个所述压裂区段进行压裂，以使所述压裂区段中的裂缝随所述切缝扩展并形成裂缝网。本发明专利技术公开的煤矿巷道顶板联作造缝卸压方法，能够对坚硬顶板进行弱化处理，回采期间采动压力显现明显降低、巷道围岩变形得以较好控制，提高采煤安全性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于煤矿井下卸压护巷，具体涉及一种煤矿巷道顶板联作造缝卸压方法。
技术介绍
1、煤矿动压巷道是指由于煤层顶板或周围岩层的应力作用，导致巷道变形、塌陷、错移等现象的巷道。动压巷道主要受煤层顶板或周围岩层的应力大小和分布情况、煤层顶板或周围岩层的强度和稳定性、巷道开采方式和方法、巷道周围环境条件等因素的影响。
2、动压巷道对矿井生产的影响主要体现在：动压巷道是煤矿安全事故的重要诱因之一，动压巷道发生变形、塌陷、错移等现象，会导致人员伤亡、设备损坏等，影响掘进进度和安全；动压巷道会影响巷道的通行性和安全性，导致生产效率下降；动压巷道的治理需要投入大量的资金和人力，增加了生产成本；动压巷道会影响采煤工作面的通风、排水等，影响采煤安全和效率。
3、其中，采面顶板垮落会直接影响采面动压显现或者邻近巷道围岩变形，一般情况下采面采空区顶板悬空面积越小，煤炭开采时矿压显现越不明显；采空区悬空面积越大，则顶板垮落时采用压力显现越为显著，容易导致煤壁片帮、围岩变形量大等各种问题，因此，降低采动动压显现程度对实现采面及巷道顶板管理均有显著促进意义。
4、相关技术中，通过地震波法、钻孔检测法、数值模拟法等方法，对煤矿动压进行预测和预报，为治理工作提供依据，同时，根据动压巷道的实际情况，采取相应的支护措施，如液压支架、锚杆支护、喷锚支护等，以防止巷道变形、塌陷、错移等。然而，相关技术中针对回采的坚硬顶板煤层难以垮落、采面压力显现明显以及回采巷道围岩变形量大等问题，缺少有效的解决手段，导致施工作业困难。
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br/>技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
2、为此，本专利技术的实施例提出一种煤矿巷道顶板联作造缝卸压方法，能够对坚硬顶板进行弱化处理，回采期间采动压力显现明显降低、巷道围岩变形得以较好控制，提高采煤安全性。
3、根据本专利技术实施例的煤矿巷道顶板联作造缝卸压方法，包括以下步骤：
4、确定巷道顶板中的目标压裂岩层，在所述目标压裂岩层中施工钻孔；
5、沿所述钻孔路径将所述目标压裂岩层划分为多个压裂区段；
6、基于磨料射流工艺，在所述钻孔中依次对多个所述压裂区段中的岩层进行切缝；
7、基于所述切缝，依次对多个所述压裂区段进行压裂，以使所述压裂区段中的裂缝随所述切缝扩展并形成裂缝网。
8、本专利技术实施例的煤矿巷道顶板联作造缝卸压方法，能够对坚硬顶板进行弱化处理，回采期间采动压力显现明显降低、巷道围岩变形得以较好控制，提高采煤安全性。
9、在一些实施例中，所述在所述钻孔中依次对多个所述压裂区段中的岩层进行切缝，包括以下步骤：
10、s101、布置射流装置，将所述射流装置中的喷枪送至与所述钻孔的内端部对应的压裂区段处；
11、s102、对所述射流装置进行试泵，以确保射孔压力正常；
12、s103、制备含有磨料的射孔混合液以启动所述射流装置，对相应的所述压裂区段进行射孔；
13、s104、待所述射流装置的射孔时间达到第一时间阈值后，停止加入磨料，对所述钻孔进行洗孔，待洗孔结束后停止所述射流装置，完成相应的压裂区段中的切缝；
14、s105、将所述喷枪移至下一压裂区段，重复步骤s103和s104，沿所述钻孔的路径由内到外依次对多个所述压裂区段中的岩层进行切缝。
15、在一些实施例中，所述制备含有磨料的射孔混合液并启动所述射流装置，包括以下步骤：
16、以第一流量阈值向射流装置的混砂罐内加入悬浮液，并进行水和悬浮液的搅拌混合；
17、启动射流装置，并将所述射流装置的射流流量提升至预设值；
18、以第二流量阈值加入悬浮液，以第三流量阈值加入磨料，制备含有磨料的射孔混合液，其中所述第二流量阈值大于所述第一流量阈值。
19、在一些实施例中，在步骤以第一流量阈值向射流装置的混砂罐内加入悬浮液中，悬浮液的添加比例为0.2％至0.3％，在步骤以第二流量阈值加入悬浮液中，悬浮液的添加比例为0.4％至0.5％；和/或
20、在步骤以第三流量阈值加入磨料中，磨料的添加比例为5％至7％。
21、在一些实施例中，在步骤启动射流装置，并将所述射流装置的射流流量提升至预设值之后，还包括以下步骤：
22、检测所述射流装置的射流压力；
23、在所述射流装置的射流流量保持不变时，判断所述射流装置的射流压力是否小于第一预设压力，且所述第一预设压力与所述射流装置的射流压力的差值是否大于波动阈值，其中，波动阈值的取值范围为4mpa至7mpa；
24、若是，则停止所述射流装置，并更换喷枪；
25、重新启动射流装置，对相应的所述压裂区段进行射孔。
26、在一些实施例中，所述射流装置的射孔切缝方向与竖直方向的夹角小于第一角度阈值，所述第一角度阈值的取值范围为15°至30°。
27、在一些实施例中，所述切缝深度不小于0.8m；和/或
28、相邻两所述切缝之间的距离为25m至35m；和/或
29、所述射流装置的射流压力不小于25mpa，且射流流量不小于1m3/min；和/或
30、所述第一时间阈值不小于10min；和/或
31、所述喷枪具有两个喷嘴组，两个所述喷嘴组相对设置在所述喷枪上，每个所述喷嘴组均包括多个喷嘴；和/或
32、所述对所述钻孔进行洗孔，包括利用清水和/或悬浮液作为顶替液清洗管路、以及管路与钻孔之间环空区域的积砂，清洗多个循环，且单次循环中顶替液的体积不小于管道体积和环空区域体积之和，判断返排介质内是否具有大颗粒砂石或明显磨料，若否，则完成洗孔。
33、在一些实施例中，所述依次对多个所述压裂区段进行压裂，包括以下步骤：
34、s201、布置压裂管道和封隔器；
35、s202、将所述封隔器送至与所述钻孔的内端部对应的压裂区段处，并进行坐封，以使所述压裂管道中的压裂液注浆位置与相应的压裂区段的切缝对应；
36、s203、以预设压力和预设流量向所述切缝中泵注压裂液，待所述压裂液的泵注时间达到第二时间阈值时，停止注浆，完成相应的压裂区段的压裂；
37、s204、压裂管道后退，以使所述压裂管道中的压裂液注浆位置与下一压裂区段的切缝相对应，进行封隔器的坐封；
38、s205、重复步骤s203和s204，沿所述钻孔的路径由内到外依次对多个所述压裂区段中的岩层进行压裂。
39、在一些实施例中，所述压裂液的泵注压力不小于35mpa，且泵注流量不小于1.5m3/min；和/或
40、所述第二时间阈值不小于120min。
41、在一些实施例中，所述煤矿巷道顶板联作造缝卸压方法为在工作面回采前进行顶板联作造缝施工；和/或
42、所述煤矿巷道顶板联作造缝卸压方法的本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种煤矿巷道顶板联作造缝卸压方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的煤矿巷道顶板联作造缝卸压方法，其特征在于，所述在所述钻孔中依次对多个所述压裂区段中的岩层进行切缝，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的煤矿巷道顶板联作造缝卸压方法，其特征在于，所述制备含有磨料的射孔混合液并启动所述射流装置，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的煤矿巷道顶板联作造缝卸压方法，其特征在于，在步骤以第一流量阈值向射流装置的混砂罐内加入悬浮液中，悬浮液的添加比例为0.2％至0.3％，在步骤以第二流量阈值加入悬浮液中，悬浮液的添加比例为0.4％至0.5％；和/或
5.根据权利要求3所述的煤矿巷道顶板联作造缝卸压方法，其特征在于，在步骤启动射流装置，并将所述射流装置的射流流量提升至预设值之后，还包括以下步骤：
6.根据权利要求2所述的煤矿巷道顶板联作造缝卸压方法，其特征在于，所述射流装置的射孔切缝方向与竖直方向的夹角小于第一角度阈值，所述第一角度阈值的取值范围为15°至30°。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的煤矿巷道顶板联作造缝卸压方法，其特征在于，所述切缝深度不小于0.8m；和/或
8.根据权利要求1所述的煤矿巷道顶板联作造缝卸压方法，其特征在于，所述依次对多个所述压裂区段进行压裂，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的煤矿巷道顶板联作造缝卸压方法，其特征在于，所述压裂液的泵注压力不小于35MPa，且泵注流量不小于1.5m3/min；和/或
10.根据权利要求1所述的煤矿巷道顶板联作造缝卸压方法，其特征在于，所述煤矿巷道顶板联作造缝卸压方法为在工作面回采前进行顶板联作造缝施工；和/或
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【技术特征摘要】
1.一种煤矿巷道顶板联作造缝卸压方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的煤矿巷道顶板联作造缝卸压方法，其特征在于，所述在所述钻孔中依次对多个所述压裂区段中的岩层进行切缝，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的煤矿巷道顶板联作造缝卸压方法，其特征在于，所述制备含有磨料的射孔混合液并启动所述射流装置，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的煤矿巷道顶板联作造缝卸压方法，其特征在于，在步骤以第一流量阈值向射流装置的混砂罐内加入悬浮液中，悬浮液的添加比例为0.2％至0.3％，在步骤以第二流量阈值加入悬浮液中，悬浮液的添加比例为0.4％至0.5％；和/或
5.根据权利要求3所述的煤矿巷道顶板联作造缝卸压方法，其特征在于，在步骤启动射流装置，并将所述射流装置的射流流量提升至预设值之后，还包括以下步...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯彦军，姜鹏飞，李哲伦，曲海，王鹏，
申请(专利权)人：中煤科工开采研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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