[发明专利]基于水力割缝的冻结式石门揭煤方法

摘要

一种基于水力割缝的冻结式石门揭煤方法，适用于高瓦斯突出煤层石门揭煤作业。在揭煤工作面距煤层的最小法向距离大于或等于7m位置处，在揭煤工作面施工多个注水孔，采用常规水力割缝技术对注水孔进行水力割缝，割缝结束后，将注水孔与瓦斯抽采管网连接进行瓦斯抽采，当煤层瓦斯含量小于8m³/t时，停止抽采。然后在注水孔两侧分别施工冻结孔和测温孔，采用胶囊封孔器封孔，将水通过注水孔注入煤层，注水结束后关闭阀门，注入煤层的水逐渐渗流进入煤体微裂隙；采用常规冻结技术将注水孔周围的煤层冻结，冻结过程中煤层裂隙中的自由水逐渐由液态转化为固态，提高了煤体的强度和抗冲击能力，达到固化煤层的效果，然后按照常规揭煤方法揭开煤层。

主权项

一种基于水力割缝的冻结式石门揭煤方法，其特征在于，包括以下步骤：a．在揭煤工作面（2）距煤层（1）的最小法向距离大于或等于7m的位置处，穿过保护岩柱（4）向煤层（1）方向间隔施工多个注水孔（5）；b．采用常规水力割缝技术依次对每个注水孔（5）进行水力割缝，并对水力割缝后的注水孔（5）进行注浆封孔； c．将所有注水孔（5）与瓦斯抽采管网连接进行抽采，当煤层瓦斯含量小于8m³/t时，停止抽采；d．在每个注水孔（5）的两侧分别施工一个冻结孔（7），冻结孔（7）距离注水孔（5）孔口距离为0.2~0.5m，终孔距离为5~10m，然后在两个冻结孔（7）与注水孔（5）中间分别施工一个测温孔（6）；e．在测温孔（6）中送入温度传感器（16），采用注浆封孔的方式对测温孔（6）进行封孔，将冻结管（17）送入冻结孔（7）内，送入深度为不小于冻结孔（7）深度的80%；f．将高压注水管（9）与注水孔（5）相连接，采用高压注水泵（8）通过高压注水管（9）向注水孔（5）中注入高压水，注水的压力为3‑15MPa，待注水孔（5）周围煤壁出现渗水现象、或注水压力突然降低、或持续注水压力无明显变化时停止注水；g．将冻结孔（7）内的冻结管（17）与井下冻结系统（18）相连接，通过冻结管（17）对煤层（1）进行冻结，冻结过程中，设在测温孔（6）内的温度传感器（16）分别经数据线(14)将煤层（1）内的温度信号传输给数字温度显示仪(13)，通过数字温度显示仪(13)实时监测测温孔（6）内煤层的温度，当所有测温孔（6）内煤层的温度均达到‑3℃时，则判断揭煤区域内的煤层(1)已经冻结；h．按照常规揭煤方法揭开煤层。