[发明专利]改善回采巷道超前支承压力段的应力环境的施工方法

说明书

本发明实施例提供一种改善回采巷道超前支承压力段的应力环境的施工方法，包括：在回采巷道侧向挖掘钻场；获取回采巷道周围的支承应力场的范围和最高支承应力的位置；在围岩支护承载体的范围之外且位于回采巷道的最高支承应力点的周围设置水力压裂孔布置区域，并在水力压裂孔布置区域设置水力压裂钻孔；将水力压裂钻孔分段封孔，并进行后退式水力压裂，在远离支承应力场范围且位于巷道支承压力最高的位置附近形成缓冲吸能裂隙带，降低最高支承应力点的应力值，使其向围岩深部转移，加强了巷道的稳定性，改善了回采巷道超前段支护围岩的应力环境，降低对巷道的破坏，减少两顺超前段维护人员的数量，保证工作面安全、高效回采。

技术领域

本发明涉及煤炭开采技术领域，尤其涉及一种改善回采巷道超前支承压力段的应力环境的施工方法。

背景技术

受工作面回采超前支承压力的影响，工作面回采巷道超前段200m左右范围内处于高采动应力区域，其应力集中系数达到2.0左右，当超前支承压力超过巷道围岩及支护的强度时，回采巷道超前段将出现严重变形，影响工作面的正常回采。同时，当煤层及顶板岩层相对较为坚硬、完整时，其中将储备大量的能量，一旦其断裂，将瞬间释放巨大的能量，引发冲击地压灾害，导致煤岩体随着能量瞬间冲向巷道，危及人员安全。

目前，回采巷道超前支承压力段变形破坏处理，主要是进行刷巷、起底后，锚索、锚杆补强支护，近距离卸压又会造成支护承载体弱化。同时超前段进行打卸压孔，卸压防冲，两顺超前段积聚大量的维护人员，存在重大安全隐患。

发明内容

本发明实施例提供一种改善回采巷道超前支承压力段的应力环境的施工方法，用以解决现有技术中回采巷道超前支承压力段变形破坏处理方式存在的效果差，安全性低的缺陷。

本发明实施例提供一种改善回采巷道超前支承压力段的应力环境的施工方法，包括：

在回采巷道侧向挖掘钻场；

获取所述回采巷道周围的支承应力场的范围和最高支承应力的位置；

在围岩支护承载体的范围之外且位于所述回采巷道的最高支承应力点的周围设置水力压裂孔布置区域，并在所述水力压裂孔布置区域设置水力压裂钻孔；

将所述水力压裂钻孔分段封孔，并进行后退式水力压裂。

其中，所述将所述水力压裂钻孔分段封孔，并进行后退式水力压裂的步骤，具体包括：

采用分隔式封孔器将所述水力压裂钻孔进行封孔，将封孔后的所述水力压裂钻孔进行压裂；

与压裂后的所述水力压裂钻孔间隔预设距离的位置进行封孔和压裂操作，直至整个所述水力压裂钻孔全部压裂完成，使得水力压裂产生的裂隙形成贯通的缓冲吸能裂隙带。

其中，所述钻场的尺寸由钻机及打钻角度决定，所述钻场的高度由煤层直接顶和煤层老顶的位置决定。

其中，所述水力压裂钻孔的直径由钻机的钻头大小决定。

其中，所述水力压裂钻孔的长度由所述回采巷道的长度决定。

其中，所述水力压裂钻孔的长度方向与所述回采巷道的长度方向平行。

其中，所述钻场的长度方向垂直于所述回采巷道的轴线方向。

其中，所述水力压裂孔布置区域的横截面为以最高支承应力点为圆心，具有预设长度的半径的圆形区域。

本发明实施例提供的改善回采巷道超前支承压力段的应力环境的施工方法，通过在回采巷道超前段布置钻场，对水力压裂钻孔进行分段封孔、压裂后，在远离支承应力场范围且位于巷道支承压力最高的位置附近形成缓冲吸能裂隙带，降低最高支承应力点的应力值，使其向围岩深部转移，加强了巷道的稳定性，改善了回采巷道超前段支护围岩的应力环境，降低对巷道的破坏，减少两顺超前段维护人员的数量，保证工作面安全、高效回采。