[发明专利]同时预裂煤矿巷道侧向顶板和走向顶板的射孔布置方法

权利要求书

1.一种同时预裂煤矿巷道侧向顶板和走向顶板的射孔布置方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在巷道顶板，沿巷道走向设计一系列钻孔；

2)对于其中任一钻孔，根据该钻孔内顶板岩性及厚度确定目标坚硬岩层的数量及位置，并在钻孔的各目标岩层内切缝形成预制裂缝，然后对预制裂缝实施定向扩展的操作；

3)重复步骤2)，直到完成所有钻孔的施工、预制裂缝切割以及定向扩展，实现煤矿巷道侧向顶板和走向顶板的同时预裂。

2.如权利要求1所述的同时预裂煤矿巷道侧向顶板和走向顶板的射孔布置方法，其特征在于，所述步骤1)中，在巷道顶板沿巷道走向布置钻孔时，各钻孔与巷道顶板的夹角为0-45°。

3.如权利要求1所述的同时预裂煤矿巷道侧向顶板和走向顶板的射孔布置方法，其特征在于，所述步骤1)中，位于巷道顶板的一系列钻孔的间隔为10-20m。

4.如权利要求1所述的同时预裂煤矿巷道侧向顶板和走向顶板的射孔布置方法，其特征在于，所述步骤2)中，对于其中任一钻孔，根据该钻孔内顶板岩性及厚度在钻孔内切缝形成预制裂缝，然后对预制裂缝实施定向扩展的操作的方法，包括以下步骤：

2.1)在巷道顶板施工钻孔；

2.2)根据该钻孔内顶板岩性及厚度确定目标坚硬岩层的数量及位置，并确定各目标岩层的切缝位置；

2.3)根据确定的切缝位置，对钻孔内各目标岩层进行切割，使钻孔内每一目标岩层处均形成预制裂缝；

2.4)对各目标岩层内的预制裂缝进行定向扩展，实现该钻孔处侧向顶板和走向顶板的预裂。

5.如权利要求4所述的同时预裂煤矿巷道侧向顶板和走向顶板的射孔布置方法，其特征在于，所述步骤2.2)中，目标岩层厚度大于5.0m，单向抗压强度不低于60MPa。

6.如权利要求4所述的同时预裂煤矿巷道侧向顶板和走向顶板的射孔布置方法，其特征在于，所述步骤2.3)中，每一目标岩层处形成的预制裂缝包括走向裂缝和倾向裂缝，所述走向裂缝是指裂缝深度方向平行巷道长度方向的裂缝；所述倾向裂缝是裂缝深度方向垂直巷道长度方向的裂缝。

7.如权利要求3所述的同时预裂煤矿巷道侧向顶板和走向顶板的射孔布置方法，其特征在于，所述步骤2.3)中，对钻孔内各目标岩层进行切缝时，采用水射流系统；所述水射流系统流出的射流为含有石英砂或石榴砂的磨料混合水，切缝压力为30-80MPa。

8.如权利要求4所述的同时预裂煤矿巷道侧向顶板和走向顶板的射孔布置方法，其特征在于，所述步骤2.4)中，对各目标岩层内的预制裂缝进行定向扩展时，采用爆破方式或水压裂方式。

9.如权利要求8所述的同时预裂煤矿巷道侧向顶板和走向顶板的射孔布置方法，其特征在于，采用爆破方式使巷道顶板沿着预制裂缝定向扩展时，首先在目标岩层内的所有预制裂缝处装设炸药，并在炸药装药段与钻孔口之间采用炮泥进行封孔，通过爆破使巷道顶板沿着钻孔内的预制裂缝扩展。

10.如权利要求8所述的同时预裂煤矿巷道侧向顶板和走向顶板的射孔布置方法，其特征在于，采用水压裂方式使巷道顶板沿着预制裂缝定向扩展时，依次采用封隔器对钻孔内目标岩层的每一预制裂缝进行封孔，使得封孔段内形成一密闭空间，通过向该密闭空间持续注入高压水，通过水压作用使预制裂缝扩展。