[发明专利]一种地面压裂厚硬岩层的载荷迁移冲击矿压防治方法有效

专利信息
申请号: 202111150409.8 申请日: 2021-09-29
公开(公告)号: CN113756809B 公开(公告)日: 2023-09-05
发明(设计)人: 李竹;朱卫兵;于斌;高瑞;刘锦荣;王少卿;苏铭;张宏;姜泽;樊建宇 申请(专利权)人: 太原理工大学
主分类号: E21C41/18 分类号: E21C41/18;E21C37/12;E21D9/14;E21B7/04
代理公司: 北京智宇正信知识产权代理事务所(普通合伙) 11876 代理人: 李明卓
地址: 030024 *** 国省代码: 山西;14
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摘要:
搜索关键词: 一种 地面 压裂厚硬 岩层 载荷 迁移 冲击 防治 方法
【权利要求书】:

1.一种地面压裂厚硬岩层的载荷迁移冲击矿压防治方法,其特征在于,包括如下步骤:

S1,基于地层岩性与厚度确定覆岩内厚硬岩层位置,所述厚硬岩层为工作面回采后离层产生处上方的厚硬岩层;

S2,自地面施工定向钻孔,定向钻孔垂直段施工于上山煤柱上方,定向钻孔水平段施工于工作面正上方厚硬岩层内,且平行于工作面推进方向;

S3,通过定向钻孔进行水力压裂,在厚硬岩层内形成水平裂缝,将厚硬岩层分成多层薄岩层;

S4,以上一工作面通风行人巷作为本工作面回风巷道,并在上一工作面回采时在其内向本工作面施工水平致裂卸压钻孔,使得本工作面煤层致裂卸压;上一工作面运输巷道内施工有切顶钻孔,通过切顶钻孔进行切顶并施工本工作面水平致裂增涨层;

S5,掘进本工作面运输巷道,用于运输本工作面采出的煤;沿着本工作面运输巷道走向间隔施工切顶钻孔,切顶钻孔自本工作面运输巷道顶板向上竖直施工,切顶钻孔终孔施工至步骤S1确定的最低位的厚硬岩层或施工至接近步骤S1确定的最低位的厚硬岩层处,通过切顶钻孔进行水力压裂以将运输巷道两侧的顶板岩层切断;

通过切顶钻孔向下一工作面方向进行水力压裂以在下一工作面的煤层顶板内施工水平致裂增涨层,水平致裂增涨层位于垮落带上部,选择在厚度较大的软岩内施工,水平致裂增涨层由水力压裂在岩层内形成的不规则沟通裂隙致成;

S6,留设小煤柱掘进本工作面通风行人巷,在通风行人巷内向下一工作面施工倾向的水平致裂卸压钻孔,水平致裂卸压钻孔施工于煤层内且平行于煤层,通风行人巷通过联络巷与运输巷道连通;

S7,进行本工作面的回采工作;

S8,如此循环直至采完整个采区。

2.根据权利要求1所述的载荷迁移冲击矿压防治方法,其特征在于,步骤S1中,离层位置基于地层钻孔柱状及各岩层力学参数,通过数值模拟、理论计算手段确定,所述离层位置是单个工作面回采后离层产生位置或是多个工作面回采后离层产生位置。

3.根据权利要求1所述的载荷迁移冲击矿压防治方法,其特征在于,步骤S2中,所述定向钻孔为一孔多底钻孔,即定向钻孔包括一个垂直段和不同层位所对应的多个水平段;水平段的长度略大于工作面推进长度。

4.根据权利要求1所述的载荷迁移冲击矿压防治方法,其特征在于,步骤S4、S5中,切顶钻孔在运输巷道内靠近工作面回采区域侧。

5.根据权利要求1所述的载荷迁移冲击矿压防治方法,其特征在于,步骤S4、S5中,切顶钻孔将运输巷道两侧的顶板岩层不连续切断,即不同切顶钻孔水力压裂形成的纵向压裂面不连接。

6.根据权利要求1所述的载荷迁移冲击矿压防治方法,其特征在于,步骤S4、S5中,水力压裂施工水平致裂增涨层的钻孔单独施工,有别于切顶钻孔,施工位置仍位于运输巷道内。

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