[发明专利]一种基于内注式静态破碎卸压机构的煤层围岩卸压方法

说明书

本发明公开了一种基于内注式静态破碎卸压机构的煤层围岩卸压方法，包括步骤：一、开设钻孔；二、确定煤层围岩的类型；三、松软煤层围岩的卸压；四、硬质煤层围岩的卸压。本发明利用静态破碎卸压单元将静态破碎膨胀浆液包裹在其内部，实现静态破碎膨胀浆液在煤岩倾斜或竖直向上的钻孔内不倒流、在煤岩裂隙中不跑浆且不漏浆，采用静态破碎膨胀浆液体积逐渐膨胀将煤层围岩胀裂，缓慢持久且绿色环保，避免使用雷管、炸药对地下水的污染。

技术领域

本发明属于煤层围岩卸压技术领域，具体涉及一种基于内注式静态破碎卸压机构的煤层围岩卸压方法。

背景技术

现有矿井中破岩方法主要是利用炸药爆破的方法使围岩致裂以及用炸药爆破的方式实现煤岩体集中应力区的卸压，此方法十分危险，尤其对于高瓦斯矿井存在极其重大的安全隐患，矿井使用炸药爆破方法破岩操作危险，易发生人员安全事故，甚至引起瓦斯爆炸的重大事故，使用炸药爆破破岩及卸压时需人员撤离，影响其他工序的同时进行，降低了矿井的作业效率，另外，煤岩体应力集中区采用炸药爆破卸压时对采掘面围岩扰动较为剧烈但短暂，卸压后能量极易再次积聚并释放，且国家对火工品的管制极为严厉，尤其对于矿井炸药的审批过程十分复杂，阻碍了矿井炸药破岩与卸压方法的发展；静态破碎剂是一种常用的建材类材料，在使用中无污染、无噪音，不属于易燃、易爆物品，在岩石、煤体孔内反应时不产生震动、噪音、飞石、粉尘及有毒气体，属无公害环保型产品绿色环保，其与水充分搅拌后随着水化反应发生3～5倍的体积膨胀而产生的巨大膨胀力可将岩体致裂，然而，采石场的岩体岩质较硬，钻孔填充静态破碎剂无需考虑浆液的倒流、跑浆和漏浆等问题，实现简单，相比采石场的岩体条件，井下煤层采掘面围岩情况复杂，在对顶板致裂时要考虑防止浆液的倒流及封堵问题，且对于顶板岩体内含有裂隙的情况还需考虑浆液的跑浆漏浆等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于内注式静态破碎卸压机构的煤层围岩卸压方法，其设计新颖合理，利用静态破碎卸压单元将静态破碎膨胀浆液包裹在其内部，实现静态破碎膨胀浆液在煤岩倾斜或竖直向上的钻孔内不倒流、在煤岩裂隙中不跑浆且不漏浆，采用静态破碎膨胀浆液体积逐渐膨胀将煤层围岩胀裂，缓慢持久且绿色环保，避免使用雷管、炸药对地下水的污染，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于内注式静态破碎卸压机构的煤层围岩卸压方法，所述内注式静态破碎卸压机构包括多个依次首尾连接的静态破碎卸压单元，所述静态破碎卸压单元包括圆形的管体以及设置在管体管头端部的管头箍紧件和设置在管体管尾端部的管尾箍紧件，管头箍紧件和管尾箍紧件均为圆环形箍紧件，管头箍紧件的内径等于管体的内径，管头箍紧件的外径小于管体的外径，管尾箍紧件的内径等于管头箍紧件的外径，管尾箍紧件的外径等于管体的外径，管头箍紧件远离管体的一端设置有管头外凸件，管尾箍紧件靠近管体的一端设置有与管头外凸件配合且伸入至管体内的管尾内凹件，管尾箍紧件的内侧壁上设置有与下一个所述静态破碎卸压单元中的管头箍紧件配合且伸出至管体外的防滑结构，管头外凸件或管尾内凹件上设置有与管体连通的注浆管，所述注浆管内设置有单向阀，静态破碎膨胀浆液通过注浆泵和单向阀流入至管体内，管头外凸件或管尾内凹件上设置有用于排气的螺纹孔，螺纹孔与螺钉螺纹配合，所述管体为橡胶管体、硬塑料管体、防水瓦楞纸管体或防水牛皮纸管体，所述橡胶管体为柔质管体，所述硬塑料管体、所述防水瓦楞纸管体和所述防水牛皮纸管体均属于刚质管体；

其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、开设钻孔：在煤层围岩指定的需破岩位置处进行开设钻孔；

步骤二、确定煤层围岩的类型：根据煤层围岩的地质勘探记录和步骤一中钻孔钻探过程的实际情况，判断煤层围岩的类型，所述煤层围岩类型包括硬质煤层围岩和松软煤层围岩，当煤层围岩属于松软煤层围岩时，执行步骤三；当煤层围岩属于硬质煤层围岩时，执行步骤四；

步骤三、松软煤层围岩的卸压，过程如下：

步骤301、根据钻孔的长度确定所述静态破碎卸压单元的使用数量；