[发明专利]一种坚硬煤层顶板致裂装置及方法

摘要

一种坚硬煤层顶板致裂装置及方法，主要适用于硬度大、强度高且结构致密的采空区坚硬顶板致裂。首先向坚硬顶板施工致裂钻孔和监测钻孔至设定深度，将外置定点致裂装置的注水管送入两端采用超耐压封孔器密封的致裂钻孔内。将频率为6Hz的压力水经定点致裂装置内的出水口与静态破碎剂均匀混合成浆液，若温度监测装置监测到温度上升时，停止注水；当温度下降至初始温度时，开展脉动水力压裂作业，依靠不同频率压力水的“水击”和“水楔”作用，使岩层作用区域产生累积交变损伤。动态压裂过程中，实时监测致裂钻孔外接电子压力表的数值波动，若压力数值大幅降低且监测钻孔内有水流出，停止压裂作业。该方法成本低，操作简单，可有效提高顶板致裂效率。

主权项

一种坚硬煤层顶板致裂装置，包括致裂钻孔（1），其特征在于：还包括伸入致裂钻孔（1）内的注水管（5），注水管（5）上间隔设有多个定点致裂装置（4），注水管（5）的内外两侧分别设有超耐压封孔器（3），所述致裂钻孔（1）外部设有动态脉动压裂装置（A）和温度监测装置（B）；所述的动态脉动压裂装置（A）包括电子压力表（7）、注水软管（8）、溢流阀（9）、胶管（10）、变频器（11）、脉动注水泵（12）和贮水箱（13），电子压力表（7）安设在注水管（5）相连接的端口位置，注水软管（8）一端与注水管（5）外露端相连，另一端通过溢流阀（9）将胶管（10）连接起来，胶管（10）分别连通至贮水箱（13）及脉动注水泵（12），脉动注水泵（12）通过电缆与变频器（11）连接；所述的温度监测装置（B）包括导线（14）、信号集成器（15）和温度收集控制台（16），导线（14）的一端与致裂钻孔（1）内热电偶引出的导线相连，另一端与信号集成器（15）相连，信号集成器（15）与温度收集控制台（16）相连。