[发明专利]一种沿空巷道脉冲切顶卸压方法

说明书

本发明提供了一种沿空巷道脉冲切顶卸压方法，在沿空巷道左右两侧，以一定的间距分别布设一排钻孔；利用钻孔触探仪对钻孔进行探测；结合受压变形情况推测出切顶所需参数；利用电脉冲装置在沿空巷道的小煤柱上方岩层进行卸压；通过控制器上连接的显示器观察冲击波致裂范围，在达到预期效果后，取出电脉冲装置，进行下一邻近钻孔的冲击作业，直至整个巷道的致裂作业全部结束；在巷道下区段工作面一侧，在工作面回采之前进行切顶；卸压完成后，对沿空巷道周围的岩层进行稳定性控制。该方法探测过程不易出现偏差，探测精度高，同时，切顶速度快、安全性好，且切顶过程中的动力扰动小，不会损坏原有的支护，再者，其修复效果好。

技术领域

本发明属于煤矿井下切顶卸压技术领域，具体涉及一种沿空巷道脉冲切顶卸压方法。

背景技术

现阶段，我国煤矿开采主要为井工开采模式，这种模式中，坚硬顶板是采场强矿压的主要因素之一。在开采具有坚硬顶板的煤层过程中，沿空巷道会出现强烈的矿压显现。沿空巷道强矿压显现主要是因为顶板坚硬，由于沿空巷道临近采空区的悬顶宽度和面积大，沿空巷道侧向支承压力影响范围大、应力集中程度高，加之静载导致沿空巷道围岩的不稳定，所以支护难度较大、维护成本过高甚至难以维护。动压巷道因受采动的影响，其应力环境复杂，易产生较大的变形，即使进行多次修复也难以保证矿井安全高效的开采。在进行下区段工作面回采时，由于受到采动的影响，给巷道造成了二次破坏。存在的这些矿压问题，严重影响了煤矿的安全生产工作，为了消除安全隐患，需要采用切顶卸压的方式来极大程度的降低这些灾害的发生的几率，以减小生产成本，提高作业的安全系数。

现有技术中，在探测方面，钻孔探测原位测试方法有超声波探测法、钻孔触探法、钻孔剪切法等。而由于原有的钻孔触探法只在探头上安装单一的探针，对钻孔围岩进行探测时不仅测试方位容易出现偏差，而且测试数据也不够精准。在小煤柱侧向悬顶方面，传统的切顶采用的是水力压裂、爆破卸压等技术，这两种技术存在切顶速度慢、炸药消耗大、动力扰动大等缺点。在巷道修复加固方面，通常采用传统的人为铲平修复、刚体支柱支撑和传统锚杆加固的方式，这些方式存在成本高、费时费工、支护效果差等缺点。因此，在沿空巷道围岩控制领域，急需一种集探测、切顶、修复于一体的创新高效巷道围岩控制方法，以确保煤矿的安全生产工作。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种沿空巷道脉冲切顶卸压方法，该方法探测过程不易出现偏差，探测精度高，同时，切顶速度快、安全性好，不会造成二次污染，且切顶过程中的动力扰动小，不会损坏原有的支护，再者，其修复效果好；该方法集探测、切顶、修复于一体，能有效保证煤矿的安全生产工作。

为了实现上述目的，本发明一种沿空巷道脉冲切顶卸压方法，包括钻孔触探仪和电脉冲装置，所述钻孔触探仪包括输送杆、升降器、探头、探针、手压泵和数据采集仪，所述输送杆为伸缩式杆件，输送杆的下端与升降器连接，其外径小于钻孔的内径；所述升降器固定安装在沿空巷道内，升降器为可升降式结构，且俯仰角度可调节，从而不仅可以调整输送杆进入钻孔的深度，也可以调节输送杆的角度以适应不同角度的钻孔；所述探头安装在输送杆的上端，其顶端周身均匀的设置有四个径向安装孔，其内部还设置有连通到四个径向安装孔的油道，油道的进油口设置在探头的表面；探针的数量四个，四个探针分别安装在四个径向安装孔中，且两两成对的分布在x轴和y轴方向上；探针的里端外侧安装有活塞环，并通过活塞环与径向安装孔滑动密封配合，探针的长度小于径向安装孔的深度，且其里端还通过拉簧与径向安装孔的孔底连接；探针顶端的外部设置在压力传感器；在探头上设置有检测探针伸出长度的位移传感器；所述手压泵设置在沿空巷道内，且通过油路与探头上的进油口连接；所述数据采集仪通过电缆与位移传感器和压力传感器连接；