[发明专利]一种脉冲作业控制巷道底鼓方法

说明书

一种脉冲作业控制巷道底鼓方法，在巷道左右两侧的帮部与底板的两交接处，以一定的间距分别布设一排倾斜设置的钻孔；利用钻孔触探仪对钻孔进行探测；依次获得不同深度的深度岩层受压情况和位移信息数据，直至完成整个钻孔的探测过程；数据采集仪根据获得的钻孔内压力和位移的信息数据，结合受压变形情况可为后期底板致裂制定合理的参数；利用电脉冲装置对巷道底板上的钻孔进行致裂作业；观察冲击波致裂范围，在达到预期效果后，取出电脉冲装置，并进行下一邻近钻孔的冲击作业，直至整个巷道底板致裂作业全部结束；完成巷道底板另一侧的钻孔致裂作业；进行后期注浆锚杆加固。该方法探测精度高，切底速度快，修复效果好。

技术领域

本发明属于煤矿井下巷道底鼓控制技术领域，具体涉及一种脉冲作业控制巷道底鼓方法。

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。在井下开采过程中，巷道会出现强烈的矿压显现。巷道强矿压显现主要是由于巷道帮部对底板的挤压，即挤压性底鼓问题，这主要是由于帮部和顶板岩层完整，底板为软弱岩层，因而底板应力集中程度高，易出现底板鼓起现象，其支护难度大、维护成本过高，甚至难以维护。动压巷道因受采动影响，其应力环境较为复杂，易产生大变形，在多次修复后仍难以保证矿井的安全高效开采。由于受到采动的影响，给巷道造成了二次破坏，发生底鼓现象较为严重。存在的这些矿压问题，严重影响煤矿的安全生产，需要一种脉冲作业的方式来控制巷道底鼓的发生，以减小生产成本。

现有技术中，在探测方面，我国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在探头上只有单一的探针，对钻孔围岩进行探测，在探测时不仅测试方位有偏差，而且测试数据也不够精准。在底板控制方面，传统的对顶板爆破方式存在炸药消耗大、有危险性、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，在巷道围岩控制领域，急需一种集探测、切底、修复于一体的创新高效巷道底板控制技术。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种脉冲作业控制巷道底鼓方法，该方法探测过程不易出现偏差，探测精度高，同时，切底速度快、安全性好，不会造成二次污染，且切底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、切底、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，本发明提供一种脉冲作业控制巷道底鼓方法，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；所述升降器安装在巷道内，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里端的油道，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；

所述电脉冲装置包括推杆、操作台、冲击波产生器、封孔器和控制器，所述推杆的上端与操作台连接，其外径小于钻孔的内径；所述操作台设置在巷道内，操作台用于控制推杆伸缩长度和俯仰角度的调节；所述冲击波产生器的尺寸小于钻孔的内径，其安装在推杆的上端，其外部相对的两侧固定嵌设有呈V字形的聚能罩，聚能罩的里端与冲击波产生器的出口相连通；所述封孔器为筒式结构，其套设在推杆的外部，并与钻孔的孔口相配合，用于建立推杆与钻孔的孔口之间的密封连接；封孔器上设置有连通到其内腔中的注水口；控制器与操作台和冲击波产生器连接；

具体包括以下步骤；