[发明专利]倾斜煤层穿小煤柱深切浅注阻矸护巷技术及切顶位置确定方法

权利要求书

1.倾斜煤层穿小煤柱深切浅注阻矸护巷技术及切顶位置确定方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、确定钻孔参数：依据现场地质条件及采场覆岩破坏特征计算确定所需钻孔参数，包括钻孔倾角α、孔深L₄、孔径D、孔距L₈；

钻孔倾角α：

式中：θ——煤层倾角，°；L₁——本工作面沿空巷道(8)宽度，m；L₂——小煤柱(9)宽度，m；L₃——上区段巷道(10)宽度，m；H₁——裂隙带高度，可由现场实际结合经验公式得出，m；H₂——本工作面沿空巷道(8)高度，m；M——倾斜煤层(2)厚度，m；

孔深L₄：

孔径D：取值范围50～90mm；

孔距L₈：式中：L₇为周期来压步距，依据相关文献可得m；k——孔距系数，依据周期来压步距结合现场实际情况选取；H₄——基本顶(4)岩层厚度，m；R_T——基本顶(4)岩层极限抗拉强度，kPa；q，上覆岩层作用在基本顶(4)上的载荷，kPa；

S2、确定钻孔布置区域：超前本工作面20～30m，在本工作面沿空巷道(8)顶板紧邻小煤柱(9)处沿轴向布置若干组钻孔；

S3、钻孔施工：依据所述钻孔倾角α、孔深L₄、孔径D在本工作面沿空巷道(8)内沿其径向施工穿小煤柱(9)的采场覆岩卸压钻孔，沿其轴向依据所述孔距L₈依次施工相同的穿小煤柱(9)的采场覆岩卸压钻孔；

S4、钻孔分区：依据上区段采场覆岩裂隙发育高度，将所述钻孔沿其径向分为钻孔深部区域(17)和钻孔浅部区域(15)；

S5、深部切顶：在所述钻孔深部区域(17)安装预裂介质；

S6、浅部注浆：在所述钻孔浅部区域(15)注浆加固，并封堵钻孔；

S7、进行切顶作业：封孔作业完成后，进行采场深部覆岩切顶。

2.根据权利要求1所述的倾斜煤层穿小煤柱深切浅注阻矸护巷技术及切顶位置确定方法，其特征在于，所述钻孔以孔口E(20)为起始位置，并以孔底G(22)为钻孔终末位置；所述孔口E(20)位于本工作面沿空巷道(8)紧邻小煤柱(9)侧上顶角处，所述孔底G(22)位于在钻孔定位点F(21)处所做的上区段巷道采空区侧巷帮铅垂线(12)与覆岩裂隙发育高度沿岩层方向延长线(14)的交点，所述钻孔定位点F(21)位于上区段巷道(10)紧邻采空区侧巷帮顶部。

3.根据权利要求1所述的倾斜煤层穿小煤柱深切浅注阻矸护巷技术及切顶位置确定方法，其特征在于，所述钻孔浅部区域(15)为本工作面沿空巷道(8)顶板煤层及其直接顶(3)岩层，其长度为式中H₃为直接顶(3)岩层厚度；所述钻孔深部区域(17)为所述直接顶(3)岩层顶部至上区段采场覆岩裂隙带顶部，其长度为

。

4.根据权利要求1所述的倾斜煤层穿小煤柱深切浅注阻矸护巷技术及切顶位置确定方法，其特征在于，在所述钻孔浅部区域(15)和钻孔深部区域(17)的交接处存在由缓冲材料组成的阻隔层(16)，阻挡所述钻孔深部区域(17)切顶作业对钻孔浅部区域(15)的影响。

5.根据权利要求1所述的倾斜煤层穿小煤柱深切浅注阻矸护巷技术及切顶位置确定方法，其特征在于，所述钻孔布置区域位于本工作面超前支撑压力影响范围，切顶后减少本工作面采动对小煤柱(9)和本工作面沿空巷道(8)的影响；所述钻孔在轴向上依据所述孔距L₈在上区段工作面周期来压步距范围内均匀布置k-1处。

6.根据权利要求1所述的倾斜煤层穿小煤柱深切浅注阻矸护巷技术及切顶位置确定方法，其特征在于，在所述浅部注浆后，加强了小煤柱(9)，稳固了本工作面沿空巷道(8)。

7.根据权利要求1所述的倾斜煤层穿小煤柱深切浅注阻矸护巷技术及切顶位置确定方法，其特征在于，在所述切顶作业后，切断了小煤柱(9)上方由基本顶(4)至裂隙带顶部范围内的岩层，减少小煤柱(9)和本工作面沿空巷道(8)所受上覆岩层载荷；在所述切顶作业切断采场深部覆岩后，断裂的覆岩向上区段采空区(11)侧垮落，压实倾斜采空区内矸石，阻挡其向下方小煤柱(9)侧滑落挤压。