[发明专利]一种射孔预裂切顶沿空留巷方法

说明书

本发明涉及采矿领域，公开一种射孔预裂切顶沿空留巷方法，采煤工作面回采前，在预留的巷道中打钻孔；对钻孔进行第一次注浆；回采过程中对超前的1个钻孔进行定向射孔；射孔后对钻孔进行第二次注浆；继续煤炭回采，对预留的巷道顶板加强支护，并在第二次注浆后预设时间内，煤炭回采到第二次注浆钻孔处；直到煤炭安全回采；矿山来压时，沿着设有钻孔的软弱面切下，预留的巷道完成。本发明的方法：简单易实施；预裂更精准；提前预注浆，提高了切顶的效果；安全性更高；射孔后有支撑材料，预裂的裂缝不会愈合；射孔后注浆，可以提高材料的充填效果，降低漏风等不安全风险；微生物注浆材料有自愈合性，会提高切顶后的密封性。

技术领域

本发明涉及采矿领域，与地质工程领域有一定的交叉，尤其涉及一种射孔预裂切顶沿空留巷方法。

背景技术

我国煤炭开采工艺一般是先掘进2条巷道，形成切眼后进行煤炭回采。然后，留设1个煤柱。煤柱的留设减少了煤炭的回采率。为了提高煤炭回采率，减少资源浪费，常常采用沿空留巷的方法，减少1条巷道的掘进，减少1个煤柱的留设。但常规的沿空留巷方法存在以下问题：

1)沿空留巷采用爆破切顶，所用能量巨大，不容易控制裂隙的发育，会造成切顶效果差，所产生的留巷受压力影响变形无法使用。

2)沿空留巷采用爆破切顶，一次爆破后会造成钻孔无法继续使用，若需要进一步爆破，需要另外打孔，工程量大。

3)沿空留巷采用爆破切顶，爆破过程不容易控制，存在不安全因数，安全系数低。

4)现有沿空留巷切顶的手段，采用冲击波或水压力破岩后无支撑材料，在天然应力场作用下，裂隙可能会紧闭，切顶效果不好。

5)现有的沿空留巷切顶技术，不考虑被切岩层的天然结构面，岩层由于构造作用等原因，天然存在裂隙，不会这些优势结构面提前预注浆，切顶后岩层垮落可能不会沿着人工预裂的裂缝切开，会造成沿空留巷失败概率提高。

6)现有的沿空留巷切顶技术均在切顶完成后再注浆，但由于注浆的岩体应力环境已经解除，因此无法带中高压注浆，低的注浆压力会造成浆液扩散范围低，充填效果不好。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供一种射孔预裂切顶沿空留巷方法。

本发明采用以下技术方案：

一种射孔预裂切顶沿空留巷方法，包括下述步骤：

步骤一：采煤工作面回采前，在预留的巷道中间隔预设距离打钻孔；

步骤二：对步骤一中打好的钻孔进行第一次注浆，第一次注浆材料的强度大于钻孔处不同岩性岩石单轴抗压强度的最大值；

步骤三：对煤炭回采，回采过程中，对超前的1个钻孔进行定向射孔，定向射孔的方向为采空区方向；

步骤四：射孔后对钻孔进行第二次注浆，注浆材料包括黏土、微生物菌液和营养液，第二次注浆材料的强度低于钻孔处不同岩性的岩石单轴抗压强度；

步骤五：继续煤炭回采，对预留的巷道顶板加强支护，并在第二次注浆后预设时间内，煤炭回采到第二次注浆钻孔处；

步骤六：重复步骤三～步骤五，直到煤炭安全回采；矿山来压时，沿着设有钻孔的软弱面切下，预留的巷道完成。

步骤一中，孔深度为预留巷道高度的1.5～2.5倍，相邻钻孔的间距为5～15米；钻孔的过程中取样并测试钻孔揭露不同岩性的岩石单轴抗压强度。

步骤二中，每个钻孔注浆结束的时间是煤炭开采前28天以上；第一次注入的浆液的28天强度大于步骤一中不同岩性岩石单轴抗压强度的最大值；注浆完成后，不进行钻孔封孔。