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专利号: 2021107353574
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多煤层开采大巷遗留煤柱源头压裂防动载压架方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、调研掌握工作面(1)布置信息,包括工作面位置、工作面长度和采掘接替计划;调研停采线煤柱(2)和巷间煤柱(3)的长度和宽度;调研长悬坚硬顶板(5)所处层位;

S2、大巷(4)部分地段两翼工作面(1)回采完成后,依据关键层理论及悬臂梁理论计算两侧停采线煤柱(2)上方的长悬坚硬顶板(5)长度,确定长悬坚硬顶板(5)位置的致裂区域,设计与之相对应的定向钻孔(6)参数;

S3、施工人员按照钻孔设计方案,从大巷(4)向煤层上方的长悬坚硬顶板(5)施工水平定向钻孔(6),然后从水平定向钻孔(6)底部开始依次在每个致裂点(7)进行水力压裂,压裂完成后及时对水平定向钻孔(6)进行封堵;

S4、长悬坚硬顶板(5)压裂完成后,在大巷(4)及回采巷道(8)内向停采线煤柱(2)中施工水平钻孔(9),然后按照步骤S3中的压裂方式完成停采线煤柱(2)的水力压裂;

S5、待大巷(4)两侧所有工作面(1)回采完毕并完成步骤S2、S3、S4后,在巷间煤柱(3)内施工水平钻孔(9)并进行压裂;完成所有压裂工作后,及时对不再使用的大巷区域进行密闭;

S6、在开采煤层其他区域及待开采煤层依次重复步骤S1、S2、S3、S4、S5,完成矿井大巷煤柱的压裂工作。

2.根据权利要求1所述的一种多煤层开采大巷遗留煤柱源头压裂防动载压架方法,其特征在于,步骤S1中通过室内岩石力学测试获得煤层及顶板岩芯弹性模量和抗压强度,确定长悬坚硬顶板(5)所处层位。

3.根据权利要求1所述的一种多煤层开采大巷遗留煤柱源头压裂防动载压架方法,其特征在于,步骤S2中钻孔参数包括:定向钻孔(6)的钻孔位置、孔径、钻孔仰角和钻孔长度,具体钻孔参数依据岩层赋存和现场施工条件进行调整。

4.根据权利要求1所述的一种多煤层开采大巷遗留煤柱源头压裂防动载压架方法,其特征在于,步骤S3中施工人员采用液压定向钻机施工顶板定向钻孔(6),钻孔长度依据现场施工进行校正,若钻进到设计位置后仍然可以顺利向前钻进,则增大压裂范围和压裂次数。

5.根据权利要求1所述的一种多煤层开采大巷遗留煤柱源头压裂防动载压架方法,其特征在于,步骤S4、S5中煤层内水平钻孔(9)位于煤柱高度中心处。

6.根据权利要求1所述的一种多煤层开采大巷遗留煤柱源头压裂防动载压架方法,其特征在于,步骤S3、S4、S5中水力压裂钻孔间距8 10m,压裂时选择单回路一体式封孔器进行~封孔,每个压裂点压裂时间15 20分钟;压裂完成后采用水泥封堵钻孔,封堵长度5 8m。

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