[发明专利]一种基于内注式静态破碎卸压机构的煤层围岩卸压方法

摘要

本发明公开了一种基于内注式静态破碎卸压机构的煤层围岩卸压方法，包括步骤：一、开设钻孔；二、确定煤层围岩的类型；三、松软煤层围岩的卸压；四、硬质煤层围岩的卸压。本发明利用静态破碎卸压单元将静态破碎膨胀浆液包裹在其内部，实现静态破碎膨胀浆液在煤岩倾斜或竖直向上的钻孔内不倒流、在煤岩裂隙中不跑浆且不漏浆，采用静态破碎膨胀浆液体积逐渐膨胀将煤层围岩胀裂，缓慢持久且绿色环保，避免使用雷管、炸药对地下水的污染。

主权项

1.一种基于内注式静态破碎卸压机构的煤层围岩卸压方法，所述内注式静态破碎卸压机构包括多个依次首尾连接的静态破碎卸压单元，所述静态破碎卸压单元包括圆形的管体(1)以及设置在管体(1)管头端部的管头箍紧件(2)和设置在管体(1)管尾端部的管尾箍紧件(3)，管头箍紧件(2)和管尾箍紧件(3)均为圆环形箍紧件，管头箍紧件(2)的内径等于管体(1)的内径，管头箍紧件(2)的外径小于管体(1)的外径，管尾箍紧件(3)的内径等于管头箍紧件(2)的外径，管尾箍紧件(3)的外径等于管体(1)的外径，管头箍紧件(2)远离管体(1)的一端设置有管头外凸件(4)，管尾箍紧件(3)靠近管体(1)的一端设置有与管头外凸件(4)配合且伸入至管体(1)内的管尾内凹件(5)，管尾箍紧件(3)的内侧壁上设置有与下一个所述静态破碎卸压单元中的管头箍紧件(2)配合且伸出至管体(1)外的防滑结构(8)，管头外凸件(4)或管尾内凹件(5)上设置有与管体(1)连通的注浆管，所述注浆管内设置有单向阀(6)，静态破碎膨胀浆液通过注浆泵和单向阀(6)流入至管体(1)内，管头外凸件(4)或管尾内凹件(5)上设置有用于排气的螺纹孔(7)，螺纹孔(7)与螺钉螺纹配合，所述管体(1)为橡胶管体、硬塑料管体、防水瓦楞纸管体或防水牛皮纸管体，所述橡胶管体为柔质管体，所述硬塑料管体、所述防水瓦楞纸管体和所述防水牛皮纸管体均属于刚质管体；其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、开设钻孔：在煤层围岩(10)指定的需破岩位置处进行开设钻孔(9)；步骤二、确定煤层围岩的类型：根据煤层围岩(10)的地质勘探记录和步骤一中钻孔(9)钻探过程的实际情况，判断煤层围岩(10)的类型，所述煤层围岩类型包括硬质煤层围岩和松软煤层围岩，当煤层围岩(10)属于松软煤层围岩时，执行步骤三；当煤层围岩(10)属于硬质煤层围岩时，执行步骤四；步骤三、松软煤层围岩的卸压，过程如下：步骤301、根据钻孔(9)的长度确定所述静态破碎卸压单元的使用数量；步骤302、制备对应数量的静态破碎卸压单元所需的静态破碎膨胀浆液，所述静态破碎膨胀浆液由水和静态破碎剂组成且水和静态破碎剂的质量比为1:3，按照水和静态破碎剂的质量比为1:3的比例制备静态破碎膨胀浆液，并将制备静态破碎膨胀浆液将浆液搅拌均匀；步骤303、选用刚质管体，采用注浆泵对静态破碎卸压单元的刚质管体内注入静态破碎膨胀浆液，静态破碎膨胀浆液通过注浆泵和单向阀(6)流入至刚质管体内，注浆泵的数量与静态破碎卸压单元的数量相等且一一对应，所有静态破碎卸压单元同步进行静态破碎膨胀浆液的注入，保持螺纹孔(7)向上倾斜，当刚质管体的注浆量与螺纹孔(7)的排浆量一致时，说明刚质管体注浆已满，利用螺杆密封螺纹孔(7)；当静态破碎卸压单元为一个时，将已装满静态破碎膨胀浆液的静态破碎卸压单元抵入钻孔(9)内；当静态破碎卸压单元为多个时，利用防滑结构(8)将一个管尾箍紧件(3)与下一个所述静态破碎卸压单元中的管头箍紧件(2)配合，防滑结构(8)为多个沿管尾箍紧件(3)内侧壁周向均匀设置在管尾箍紧件(3)的内侧壁上的金属丝，一个防滑结构(8)中的金属丝的数量至少为三个，下一个所述静态破碎卸压单元中的管头箍紧件(2)被塞入当前的管尾箍紧件(3)内，多个金属丝介于对应的管头箍紧件(2)和管尾箍紧件(3)之间，将对应的管头箍紧件(2)和管尾箍紧件(3)进行均匀的挤压密实，将多个已装满静态破碎膨胀浆液的静态破碎卸压单元依次首尾连接后抵入钻孔(9)内，多个已装满静态破碎膨胀浆液且依次首尾连接的静态破碎卸压单元构成内注式静态破碎卸压机构；步骤304、利用封孔锚固块将所述静态破碎卸压机构封堵在钻孔(9)内，所述封孔锚固块沿钻孔(9)长度方向的长度不小于1m；步骤四、硬质煤层围岩的卸压：选择刚质管体或柔质管体均可实现对硬质煤层围岩的卸压，当采用刚质管体对硬质煤层围岩的卸压时，过程与步骤三相同；当采用柔质管体对硬质煤层围岩的卸压时，过程如下：步骤401、根据钻孔(9)的长度确定所述静态破碎卸压单元的使用数量；步骤402、制备对应数量的静态破碎卸压单元所需的静态破碎膨胀浆液，所述静态破碎膨胀浆液由水和静态破碎剂组成且水和静态破碎剂的质量比为1:3，按照水和静态破碎剂的质量比为1:3的比例制备静态破碎膨胀浆液，并将制备静态破碎膨胀浆液将浆液搅拌均匀；步骤403、选用柔质管体，采用注浆泵对静态破碎卸压单元的柔质管体内注入静态破碎膨胀浆液，静态破碎膨胀浆液通过注浆泵和单向阀(6)流入至柔质管体内，注浆泵的数量与静态破碎卸压单元的数量相等且一一对应，所有静态破碎卸压单元同步进行静态破碎膨胀浆液的注入，保持螺纹孔(7)向上倾斜，当柔质管体的注浆量与螺纹孔(7)的排浆量一致时，说明柔质管体注浆已满，利用螺杆密封螺纹孔(7)；当静态破碎卸压单元为一个时，待柔质管体膨胀且柔质管体膨胀后的最大外径小于钻孔(9)的内径，将该膨胀的静态破碎卸压单元抵入钻孔(9)内；当静态破碎卸压单元为多个时，利用防滑结构(8)将一个管尾箍紧件(3)与下一个所述静态破碎卸压单元中的管头箍紧件(2)配合，防滑结构(8)为多个沿管尾箍紧件(3)内侧壁周向均匀设置在管尾箍紧件(3)的内侧壁上的金属丝，一个防滑结构(8)中的金属丝的数量至少为三个，下一个所述静态破碎卸压单元中的管头箍紧件(2)被塞入当前的管尾箍紧件(3)内，多个金属丝介于对应的管头箍紧件(2)和管尾箍紧件(3)之间，将对应的管头箍紧件(2)和管尾箍紧件(3)进行均匀的挤压密实，将多个已装满静态破碎膨胀浆液的静态破碎卸压单元依次首尾连接，多个已装满静态破碎膨胀浆液且依次首尾连接的静态破碎卸压单元构成内注式静态破碎卸压机构，待内注式静态破碎卸压机构膨胀且内注式静态破碎卸压机构膨胀后的最大外径小于钻孔(9)的内径，将该膨胀的内注式静态破碎卸压机构抵入钻孔(9)内；步骤404、利用封孔锚固块将所述静态破碎卸压机构封堵在钻孔(9)内，所述封孔锚固块沿钻孔(9)长度方向的长度不小于1m。