[发明专利]一种边界煤柱下巷道的卸压-补强协同维护方法

权利要求书

1.一种边界煤柱下巷道的卸压-补强协同维护方法，其特征在于，步骤包括：

A.确定上覆边界煤柱的致裂范围，根据致裂方法确定巷道顶板的施工参数，施工压裂上覆边界煤柱；

B.根据致裂方法确定巷道两帮的施工参数，在巷道的两帮施工压裂煤体，使巷道两帮的应力向深部转移；

C.施工锚索对巷道两帮进行补强支护，在上覆边界煤柱下方的巷道两帮塑性区施工补强作用锚索形成新的承载锚固区；

所述致裂方法选择高压水射流水力割缝的方法致裂上覆边界煤柱以及巷道两帮的煤体；

所述高压水射流水力割缝的方法致裂上覆边界煤柱的步骤包括：

A1.确定高压水割缝卸压的破坏范围；

A2.计算高压水射流水力割缝的巷道顶板施工参数，巷道顶板的施工参数包括上覆边界煤柱高压水射流有效割缝压力、上覆边界煤柱高压水射流钻孔个数、上覆边界煤柱高压水射流钻孔角度和长度、上覆边界煤柱单个高压水射流钻孔内缝槽间距、上覆边界煤柱高压水射流钻孔单缝槽割缝时间、上覆边界煤柱高压水射流钻孔间距；

A3.根据巷道顶板的施工参数致裂破坏范围内的上覆边界煤柱；先使用高压水射流在上覆边界煤柱破坏区域中按预设裂缝扩展方向进行割缝，形成均匀排列的缝槽布置形态，然后在缝槽位置进行水力压裂，缝槽诱导裂缝沿预设方向扩展，完成致裂破坏；

所述上覆边界煤柱高压水割缝卸压的破坏范围B₂的计算式：

B₂＝2L+B₁＝2((H₁+H₂)tanβ)+B₁

式中：H₁为煤柱下方巷道与上覆煤柱的垂直距离；H₂为煤柱下方巷道的高度，β为上覆煤柱的应力影响角，B₁为巷道正上方煤柱的宽度，L为煤柱下方巷道边界与上覆煤柱边缘的最小水平距离；

所述上覆边界煤柱高压水射流有效割缝压力P_L满足计算式：

式中：σ_c为煤岩体的抗压强度，k为射流速度损耗系数；

所述上覆边界煤柱高压水射流钻孔个数T的计算式为：

式中T的取值四舍五入取整数。

2.根据权利要求1所述的一种边界煤柱下巷道的卸压-补强协同维护方法，其特征在于，所述上覆边界煤柱高压水射流钻孔角度和长度根据巷道正上方煤柱的宽度B₁、煤柱下方巷道与上覆煤柱的垂直距离H₁、上覆煤柱的高度H₃和上覆边界煤柱高压水射流钻孔个数T确定。

3.根据权利要求1所述的一种边界煤柱下巷道的卸压-补强协同维护方法，其特征在于，所述上覆边界煤柱单个高压水射流钻孔内缝槽间距取2.5-4m、上覆边界煤柱高压水射流钻孔单缝槽割缝时间取8-10min、上覆边界煤柱高压水射流钻孔间距取8-10m。

4.根据权利要求1所述的一种边界煤柱下巷道的卸压-补强协同维护方法，其特征在于，所述高压水射流水力割缝的方法致裂巷道两帮的煤体的步骤包括：

B1.确定巷道两帮的煤体割缝范围；

B2.确定高压水射流水力割缝的巷道两帮施工参数，巷道两帮的施工参数包括上覆边界煤柱下方巷道两帮煤体高压水射流有效割缝压力、上覆边界煤柱下方巷道两帮煤体单个高压水射流钻孔内缝槽间距、上覆边界煤柱下方巷道两帮煤体高压水射流钻孔角度、上覆边界煤柱下方巷道两帮煤体高压水射流钻孔单缝槽割缝时间、上覆边界煤柱下方巷道两帮煤体高压水射流钻孔间距；

B3.根据巷道两帮施工参数施工，致裂破坏巷道两帮的煤体。