[发明专利]一种作业可控的切顶卸压沿空留巷方法

权利要求书

1.一种作业可控的切顶卸压沿空留巷方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：基于沿空巷道（18）原有的支护基础，在回采工作面（19）回采前，超前工作面沿巷道（18）的延伸方向在岩层（14）内等间距地开设多个钻孔（1），钻孔（1）从直接顶（2）倾斜地延伸到其上端的基本顶（3）内部；

S2：在第一个钻孔（1）下方安装冲击波装置（4），冲击波装置（4）包括封孔器（5）、推杆（6）和冲击波产生器（7），冲击波产生器（7）设置于推杆（6）的上端，冲击波产生器（7）和推杆（6）的外径均小于钻孔（1）的孔径；封孔器（5）套装于推杆（6）的外部，封孔器（5）的外径与钻孔（1）的孔径相适配，封孔器（5）下方设置有连通封孔器（5）与推杆（6）之间的腔体的注水口（8），注水口（8）的一侧设置用于检测水压的水压监测表（9）；冲击波装置（4）外接操作台（10），操作台（10）上设有数据显示器（11）、波形显示器（12）和用于控制冲击波装置（4）的操作键（13）；

接通冲击波装置（4）的电源，通过操作键（13）将推杆（6）的角度调整至与钻孔（1）的倾斜角度相适配，顶升推杆（6）将冲击波产生器（7）送至钻孔（1）底部，并使封孔器（5）与孔口密封配合；

S3：通过注水口（8）向钻孔（1）内注水，注满后启动冲击波产生器（7），通过操作键（13）控制冲击波的产生方向，使冲击波沿巷道（18）延伸方向进行冲击，在钻孔（1）的两侧产生冲击波；通过操作台（10）上的波形显示器（12）判断岩层（14）的破碎情况，开始阶段岩层（14）逐渐产生裂缝，通过注水口（8）持续恒定的向钻孔（1）内低压注水，水沿着冲击波产生的裂缝进入岩层（14）深部，并将冲击波耦合到岩层（14）内；

S4：冲击波产生器（7）在钻孔（1）底部重复加载使岩层（14）产生疲劳至破碎并达到一定的破碎范围后，根据数据显示器（11）上显示的此时的冲击波的延伸范围，利用冲击波的波阵面结构，将推杆（6）收缩至合适的作业段使冲击波产生器（7）进行下一阶段的作业，直至推杆（6）收缩至孔口处，则完成第一个钻孔（1）的冲击作业；

S5：从第一个钻孔（1）中将推杆（6）和冲击波产生器（7）抽出，重复步骤（2）～（4）进行下一个钻孔（1）的作业，根据波形显示器（12）、数据显示器（11）的显示，通过操作键（13）对冲击波产生器（7）进行控制，使当前钻孔（1）冲击波的破碎范围与前一个钻孔（1）的冲击波破碎范围重合；直至完成所有的钻孔（1）作业；

S6：所有进行冲击波破碎作业后的钻孔（1）贯通形成一条预裂切缝（15），岩层（14）在预裂切缝（15）处发生剪切破断；预裂切缝（15）不断向前作业，切顶卸压工作也不断向前进行；

S7：工作面推过后，及时布置单体支架（16）进行临时支护，采空区（17）岩层（14）迅速沿预裂切缝（15）结构面垮落形成巷帮，充分压实后，逐步回撤单体支架（16），并对矸石巷帮进行喷浆密闭处理，完成其中一段的切顶卸压沿空留巷工作；

S8：重复步骤S1～S7 ，完成整条巷道（18）的切顶卸压沿空留巷工作。

2.根据权利要求1所述的一种作业可控的切顶卸压沿空留巷方法，其特征在于，步骤S1中的钻孔（1）需超前工作面30m进行，钻孔（1）与煤层顶板（20）之间的夹角为75度，孔径为75mm，相邻钻孔（1）之间的间距为2m，钻孔（1）底部打入岩层（14）的基本顶（3）顶端处。

3.根据权利要求1或2所述的一种作业可控的切顶卸压沿空留巷方法，其特征在于，冲击波产生器（7）的破碎半径为1m；推杆（6）每次作业的收缩距离为0.8～1m。

4.根据权利要求3所述的一种作业可控的切顶卸压沿空留巷方法，其特征在于，步骤S3中，水压控制在0.3～0.5MPa。

5.根据权利要求4所述的一种作业可控的切顶卸压沿空留巷方法，其特征在于，步骤S4中，冲击波产生的作用力在数十微秒内由零骤增，再经数百微秒又重新衰减到零，此过程为一次加载作业周期，可控冲击波单次加载作业时间为0.3～0.6ms。