[发明专利]一种高应力状态下区段宽煤柱防抱钻水力割缝精准卸压法

权利要求书

1.一种高应力状态下区段宽煤柱防抱钻水力割缝精准卸压法，其特征在于，具体包括如下步骤：

S1、巷道冲击危险区域划分；弱冲击危险区、中冲击危险区(5)、强冲击危险区；

S2、确定钻孔布置方位；根据巷道冲击危险区域划分情况，规划超高压水力割缝钻孔及小孔径卸压钻孔布置参数；具体为：

当区段宽煤柱高度H≥2.2m时，在超高压水力割缝钻孔上下布置至少两排小孔径卸压钻孔；当区段宽煤柱高度H＜2.2m时，在超高压水力割缝钻孔上方布置1～2排小孔径卸压钻孔；

超高压水力割缝钻孔及小孔径卸压钻孔垂直于区段宽煤柱走向，沿其倾向实施打钻作业，

H₁∈[0.8,1.5]m，H₁为超高压水力割缝钻孔连线与小孔径卸压钻孔连线之间的距离；

H₂∈[0.2,0.3]m，H₂为多排小孔径卸压钻孔在超高压水力割缝钻孔(3)同侧时，其连线之间的距离；

H₃∈[0.8,1.8]m，H₃为超高压水力割缝钻孔连线到煤柱顶部或底部的距离；

H₄∈[0.2,0.3]m，H₄为最靠近煤柱顶部或底部的小孔径卸压钻孔连线到煤柱顶部或底部之间的距离；

强冲击危险区：L₁∈[3,4]m、L₂∈[0.2,0.3]m；

中冲击危险区：L₁∈[4,5]m、L₂∈[0.3,0.5]m；

弱冲击危险区：L₁∈[6,7]m、L₂∈[0.5,0.8]m；

其中，L₁为相邻超高压水力割缝钻孔之间的距离；L₂为相邻小孔径卸压钻孔之间的距离；

S3、实施小孔径卸压钻孔；利用小孔径钻孔系统实施打钻作业；

S4、实施单个超高压水力割缝钻孔；利用超高压水力割缝系统，进行超高压水力割缝钻孔，在煤体中形成扁平的环形缝槽；

S5、多组超高压水力割缝钻孔顺序实施；沿巷道区段宽煤柱侧实施多组顺层水力割缝钻孔并完成割缝作业，在每个割缝钻孔内分别重复步骤S4，使煤柱中形成环形缝槽网，实现巷道周围煤岩体所承载集中静载整体向煤柱弹性区域转移，阻断或削弱动载扰动波对巷道影响。

2.根据权利要求1所述的一种高应力状态下区段宽煤柱防抱钻水力割缝精准卸压法，其特征在于，步骤S2中，根据GB/T 25217《冲击地压测定、监测与防治方法》，采用综合指数法、可能指数法、微震、地音、电磁辐射、钻屑量、采动应力监测法中的一种或一种以上的方式评估回采巷道冲击危险性，通过综合评估评价区域埋深、煤岩体力学参数、煤岩体集中静载支承程度、地质构造、开拓布置以及周边动载扰动等因素，精准判别评估区域冲击危险性等级。

3.根据权利要求1所述的一种高应力状态下区段宽煤柱防抱钻水力割缝精准卸压法，其特征在于，步骤S3中，选用Φ50mm钻头及Φ42mm钻杆实施小孔径卸压钻孔，在区段宽煤柱水力割缝区域形成卸压区，防止水力割缝作业期间塌孔、抱钻。

4.根据权利要求1所述的一种高应力状态下区段宽煤柱防抱钻水力割缝精准卸压法，其特征在于，步骤S4中，所述超高压水力割缝系统包括依次连接的水力割缝钻头、高低压转换割缝器、浅螺旋高压钻杆、水力割缝钻机、高压水尾、多重钢丝缠绕高压胶管以及超高压清水泵，高压转换割缝器达到应力集中带后，超高压清水泵逐步将水压调高，高低压转换割缝器前端关闭，高压水从侧部割缝喷嘴喷出对煤体进行切割，同时水力割缝钻机带动高低压转换割缝器原地缓慢旋转，在煤体中形成扁平的环形缝槽。

5.根据权利要求4所述的一种高应力状态下区段宽煤柱防抱钻水力割缝精准卸压法，其特征在于，步骤S3中，小孔径钻孔系统包括依次连接的小孔径钻头、小孔径钻杆和钻机。