[发明专利]一种钻压掘一体化硬岩巷道快速掘巷方法

权利要求书

1.一种钻压掘一体化硬岩巷道快速掘巷方法，其特征在于：

步骤1、开设致裂孔（2）并进行水力压裂；在待掘巷道的坚硬岩石（1）中心处开设致裂孔（2），通过高压水泵（9）向致裂孔（2）中注入高压水进行水力压裂，水力压裂后致裂孔（2）周围会产生水力裂隙（4），由于水力裂隙（4）扩展方向垂直于最小主应力方向，因此致裂孔（2）周边水力裂隙基本会沿着一个方向发育；

步骤2、开设监测孔（3）并测定水力裂隙（4）的主要扩展方向；在致裂孔（2）周围均匀开设有多个监测孔（3），监测孔（3）深度与致裂孔（2）深度相等，每个监测孔（3）到致裂孔（2）的距离为1~1.5m；将钻孔瞬变电磁仪放入监测孔（3）中，通过钻孔瞬变电磁仪监测水力压裂后监测孔（3）中的水力裂隙（4）的空间分布情况，根据水力裂隙（4）分布情况得知水力裂隙（4）的主要扩展方向；

步骤3、根据水力裂隙（4）的主要扩展方向均匀开设3个水力压裂钻孔（5）；为了在坚硬岩石（1）中产生分布较为均匀的水力裂隙（4），3个水力压裂钻孔（5）处于同一直线上，钻孔的连线与水力裂隙（4）主要扩展方向垂直，在巷道断面中心处布置一个水力压裂钻孔（5），其余两个水力压裂钻孔（5）布置在距离巷道帮部0.5~1.5m处；

步骤4、向3个水力压裂钻孔（5）中注入高压水进行水力压裂，使坚硬岩石（1）中产生大量水力裂隙（4），并使用综掘设备对坚硬岩石（1）压裂段内岩体进行截割和运输；

步骤5、根据岩巷掘进需求重复步骤2、步骤3和步骤4，完成岩巷掘进作业。

2.根据权利要求1所述的一种钻压掘一体化硬岩巷道快速掘巷方法，其特征在于：步骤1和步骤2中的中致裂孔（2）和监测孔（3）深度均为10米，压裂点位置处于致裂孔（2）中部，即5米长度处，压裂点即注入高压水处，各个监测孔（3）到致裂孔（2）的距离相等，且为了更易获得水力压裂后致裂孔（2）周边水力裂隙（4）的空间分布，在步骤2的钻孔瞬变电磁仪放入监测孔（3）之前，向致裂孔（2）中持续注水3~5分钟，提高水力裂隙（4）中的含水量，注水过程中封堵孔口，避免水大量从孔口流出。

3.根据权利要求2所述的一种钻压掘一体化硬岩巷道快速掘巷方法，其特征在于：步骤3中进行水力压裂时先压裂中心水力压裂钻孔（5），然后压裂周边水力压裂钻孔（5），开设一孔压裂一孔；水力压裂钻孔（5）长度15~20米，从孔底向孔口每隔3~4米压裂一次，压裂时间5分钟，压裂时将孔口封堵使水可以充分浸泡软化坚硬岩石（1）。

4.根据权利要求3所述的一种钻压掘一体化硬岩巷道快速掘巷方法，其特征在于：压裂过程中采用数据存储式压力变送器记录高压水泵（9）压力。

5.根据权利要求1所述的一种钻压掘一体化硬岩巷道快速掘巷方法，其特征在于：步骤5中掘进时遇到地质条件明显变化或高压水泵（9）压力变化较大时，重复步骤1至步骤5，重新监测水力裂隙（4）主要方向并进行水力压裂。

6.根据权利要求1所述的一种钻压掘一体化硬岩巷道快速掘巷方法，其特征在于：步骤4中所述综掘设备为钻压掘一体化综掘设备（6），包括掘进机（7）和置于掘进机（7）上的水力压裂系统，水力压裂系统包括两个位于掘进机（7）两侧的钻臂（8）和设置于掘进机（7）上的一台高压水泵（9）。

7.根据权利要求6所述的一种钻压掘一体化硬岩巷道快速掘巷方法，其特征在于：所述钻臂（8）为六自由度可伸缩钻臂。

8.根据权利要求6所述的一种钻压掘一体化硬岩巷道快速掘巷方法，其特征在于：掘进机（7）进行截割作业时，掘进机（7）的滚筒（10）从最高处水力压裂钻孔（5）一侧开始对整个断面从上往下截割。

9.根据权利要求6所述的一种钻压掘一体化硬岩巷道快速掘巷方法，其特征在于：掘进机（7）的滚筒（10）与水力压裂系统的钻臂（8）之间设有互锁装置。