[发明专利]一种煤矿坚硬顶板注浆压裂方法及系统

权利要求书

1.一种煤矿坚硬顶板注浆压裂方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，在采煤工作面超前段，沿着巷道轴向，每间隔预设距，向实体煤帮上方布置一组孔，每组孔包括顶板压裂孔(1)和临空孔(9)；

步骤二，向顶板压裂孔(1)内设置密封膜袋(7)；

步骤三，在设置有密封膜袋(7)的顶板压裂孔(1)的孔口位置安装注浆封孔器(5)；

步骤四，在采煤工作面超前段，沿着巷道轴向，依次向每组顶板压裂孔(1)内注浆，注浆时，从顶板压裂孔(1)中的注浆封孔器(5)向顶板压裂孔(1)内注浆，直至所有顶板压裂孔(1)内充满浆液；浆液在顶板压裂孔(1)内进行反应，并发生膨胀，使顶板压裂；

在浆液反应过程中，通过临空孔(9)对顶板压裂孔(1)内的压裂效果持续监测。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿坚硬顶板注浆压裂方法，其特征在于，步骤一中，每组孔中，顶板压裂孔(1)和临空孔(9)为一组向煤体上方顶板侧倾斜的上下平行孔，倾斜角20°～45°；相邻两组顶板压裂孔(1)之间的距离为15m～20m，顶板压裂孔(1)和临空孔(9)的孔口间距为50cm～70cm，孔径为60mm～95mm，孔深为20m～40m。

3.根据权利要求2所述的一种煤矿坚硬顶板注浆压裂方法，其特征在于，顶板压裂孔(1)的孔深比临空孔(9)的孔深小2m～3m。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种煤矿坚硬顶板注浆压裂方法，其特征在于，步骤一中，采煤工作面超前段为两顺槽超前段。

5.根据权利要求4所述的一种煤矿坚硬顶板注浆压裂方法，其特征在于，在两顺槽超前段布置孔时，从超前工作面20m开始布置孔，一次设计长度为100m～200m。

6.根据权利要求1所述的一种煤矿坚硬顶板注浆压裂方法，其特征在于，密封膜袋(7)的材质为PE，直径为10cm～12cm。

7.根据权利要求1所述的一种煤矿坚硬顶板注浆压裂方法，其特征在于，注浆的浆液为注浆材料和水按照质量比为(2.5～3.8):1的比例混合均匀配制而成，浆液的配置时间和注入时间之和不大于10分钟。

8.根据权利要求1所述的一种煤矿坚硬顶板注浆压裂方法，其特征在于，注浆压力不小于10MPa，流量不低于80L/min。

9.一种煤矿坚硬顶板注浆压裂系统，其特征在于，所述系统用于在实施权利要求1-8任意一项所述的煤矿坚硬顶板注浆压裂方法时设置密封膜袋(7)以及向顶板压裂孔(1)内注浆，包括搅拌-注浆设备(2)、注浆封孔装置以及密封膜袋推送杆，搅拌-注浆设备(2)包括依次相连的搅拌机、注浆机以及出浆管(3)，注浆封孔装置包括注浆封孔器(5)，注浆封孔器(5)上连接有进浆杆(4)和打压泵(6)，进浆杆(4)与出浆管(3)连接。

10.根据权利要求9所述的一种煤矿坚硬顶板注浆压裂系统，其特征在于，密封膜袋推送杆包括若干节能够插接连接的圆管，每节圆管的长度为2.0m～4.0m，外径20mm～40mm。