[发明专利]煤矿坚硬顶板液压式定向致裂弱化方法

摘要

本发明公开了一种煤矿坚硬顶板液压式定向致裂弱化方法，a.在采煤工作面、采空区或两巷位置安置液压式定向致裂弱化装置，液压式定向致裂弱化装置包括钻杆、钻机、钻孔钻头、液压式轴向切槽钻头、液压分裂机构、液压动力机构；b.将钻孔钻头安装在钻杆上，通过钻机驱动钻杆工作对坚硬顶板岩层需要弱化的位置进行钻孔施工；c.将液压式轴向切槽钻头安装在钻杆上，对坚硬顶板岩层段进行连续切槽形成轴向缝槽；d.将液压分裂机构安装在钻杆上，使坚硬顶板岩层按照既定方向完成液压式定向致裂弱化。本发明适用于煤层坚硬顶板弱化作业，操作简单，致裂弱化效率高，可实现坚硬顶板定向预裂和煤层卸压增透双重作用，为煤矿井下安全生产提高了保障。

主权项

1.一种煤矿坚硬顶板液压式定向致裂弱化方法，其特征在于，包括以下步骤：a.在采煤工作面、采空区或两巷的巷道内安置液压式定向致裂弱化装置，所述液压式定向致裂弱化装置包括钻杆、用于驱动钻杆工作的钻机、用于向坚硬顶板岩层进行钻孔的钻孔钻头、用于对沿钻孔坚硬顶板岩层段进行切割形成轴向缝槽的液压式轴向切槽钻头、用于使钻孔坚硬顶板岩层段沿轴向缝槽裂开的液压分裂机构以及用于为液压式轴向切槽钻头和液压分裂机构提供动力的液压动力机构；b.将钻孔钻头安装在钻杆上，通过钻机驱动钻杆工作对坚硬顶板岩层需要弱化的位置进行钻孔施工，钻孔施工完成后清除钻孔内钻屑煤岩颗粒，并将钻杆退出；c.将钻杆上安装的钻孔钻头取下，并将液压式轴向切槽钻头安装在钻杆上，且液压式轴向切槽钻头与液压动力机构连接，通过钻机驱动钻杆工作将液压式轴向切槽钻头推送到预裂钻孔预定位置，此时，通过启动液压动力机构，使液压式轴向切槽钻头对钻孔孔壁坚硬顶板岩层段进行径向切割，并通过钻机驱动钻杆沿钻孔轴向进行往复运动，使液压式轴向切槽钻头对坚硬顶板岩层段沿钻孔轴向方向进行连续切槽形成轴向缝槽，对钻孔进行轴向缝槽施工完成后，将钻杆退出；d.将钻杆上安装的液压式轴向切槽钻头取下，并将液压分裂机构安装在钻杆上，且液压分裂机构与液压动力机构连接，通过钻机驱动钻杆工作将液压分裂机构推送到钻孔预定致裂坚硬顶板岩层段，并通过启动液压动力机构控制液压分裂机构工作，对坚硬顶板岩层进行定向胀裂，此时坚硬顶板岩层在液压分裂机构作用下沿轴向缝槽开始起裂，并进一步扩展延伸，从而使坚硬顶板岩层按照既定方向完成液压式定向致裂弱化。