[发明专利]一种液氮低温预裂煤矿厚硬难垮顶板的方法

摘要

本发明公开了一种液氮低温预裂煤矿厚硬难垮顶板的方法，属于煤矿安全开采技术领域。该发明充分利用低温条件下液氮对岩石微裂隙/孔隙扩展的诱导特性，实现了对煤矿厚硬难垮顶板的超前预裂。该发明不仅可以减小厚硬难垮顶板的悬顶面积，而且可以降低其初次/周期来压步距和来压强度，从而有效避免综放开采时厚硬顶板瞬时垮落引发的动力灾害，保障安全生产。

主权项

一种液氮低温预裂煤矿厚硬难垮顶板的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)提纯氮气，在冷却机组的作用下液化封装于液氮储罐内，并运往采煤工作面；(2)按照以下顺序依次连接液氮低温预裂系统：液氮储罐——供液管——预裂高压泵——预裂管——预裂喷嘴——固定器——除屑器——回流管—净化器，检查系统能否正常运行；(3)在运输顺槽和轨道顺槽中超前工作面分别向采场厚硬难垮顶板中钻取预裂钻孔，并在预裂钻孔端部开设楔形环槽；(4)将预裂管伸入步骤(3)布置的预裂钻孔深处，并在步骤(3)开设的预裂钻孔开孔端安置注水高压膨胀封孔器；(5)开启供液阀、关闭回流阀、启动高压泵，使液氮储罐内的液氮依次经供液管——预裂高压泵——预裂管路——预裂喷嘴进入步骤(3)开设的楔形环槽内产生预裂效应，实现对煤矿厚硬难垮顶板的超前预裂；(6)开启回流阀、关闭供液阀，使低温液氮回流依次经预裂管——回流阀——除屑器——净化器，实现液氮/氮气回流的除杂与提纯，并最终液化封装于液氮储罐内以循环利用；(7)随着工作面的逐渐推进，依次上述步骤(3)、(4)、(5)和(6)，实现对煤矿厚硬难垮顶板的超前预裂。