[发明专利]一种坚硬煤层顶板时空协同控制弱化方法

摘要

本发明公开了一种坚硬煤层顶板时空协同控制弱化方法，该方法包括：首先在回风巷道顶板上沿煤层工作面推进方向顺序钻取若干个超前弱化致裂钻孔组，其中每个超前弱化致裂钻孔组内均包括沿煤层工作面推进方向依次布置的第一排致裂钻孔、第二排致裂钻孔和第三排致裂钻孔，三排致裂钻孔均朝采空区方向倾斜不同角度；煤层工作面推进至超前弱化致裂钻孔组位置时，依次向三排致裂钻孔填装静态破碎剂药卷，实现顶板岩层的逐级致裂弱化。该方法通过利用自由面制造临空面或弱化层来充分发挥药卷的最佳效果，做到“逐级弱化+整体断裂”，实现顶板不同倾斜角度钻孔的时空协同致裂，提高顶板垮落效率。该方法操作简单，致裂效果较好。

主权项

1.一种坚硬煤层顶板时空协同控制弱化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：超前钻孔：在回风巷道(1)顶板上沿煤层工作面(8)推进方向顺序钻取若干个超前弱化致裂钻孔组(10)，超前弱化致裂钻孔穿过直接顶(2)达到老顶(3)，每个超前弱化致裂钻孔组(10)均包括沿煤层工作面(8)推进方向依次布置的第一排致裂钻孔(4)、第二排致裂钻孔(5)和第三排致裂钻孔(6)，第一排致裂钻孔(4)、第二排致裂钻孔(5)和第三排致裂钻孔(6)均朝采空区(9)方向倾斜，第一排致裂钻孔(4)倾斜角度为α，第二排致裂钻孔(5)倾斜角度为β，第三排致裂钻孔(6)倾斜角度为γ，α<β<γ；逐级弱化致裂：当煤层工作面(8)向前推进到超前弱化致裂钻孔组(10)的位置时，依次向第一排致裂钻孔(4)、第二排致裂钻孔(5)和第三排致裂钻孔(6)内填装静态破碎剂药卷(7)，在静态破碎剂药卷(7)作用下，实现超前弱化致裂钻孔组(10)周围岩层的逐级致裂弱化，进而实现回风巷道(1)顶板的断裂跨落；逐级弱化致裂步骤中，填装静态破碎剂药卷(7)时，先填装第一排致裂钻孔(4)，等第一排致裂钻孔(4)内静态破碎剂药卷(7)反应时间达到t₁时再填装第二排致裂钻孔(5)，等第二排致裂钻孔(5)内静态破碎剂药卷(7)反应时间达到t₁时再填装第三排致裂钻孔(6)，t₁小于钻孔内静态破碎剂药卷膨胀应力值到达峰值时所需的时间，其中，对于春季和秋季型静态破碎剂药卷，t₁范围为1～1.2h，对于夏季型静态破碎剂药卷，t₁范围为2～2.5h，对于冬季型静态破碎剂药卷，t₁范围为0.3～0.5h。