巷帮深部强卸压-浅部弱损伤的分段扩孔卸压方法与流程

本发明属于煤矿安全生产，涉及巷帮深部强卸压-浅部弱损伤的分段扩孔卸压方法。

背景技术：

1、受自重应力、构造应力和采动应力叠加的影响，巷道周边煤体存在高应力集中区，这是产生冲击地压等煤岩动力灾害的根本原因。目前煤层卸压的主要方法有煤层爆破、钻孔卸压等，其中钻孔卸压是最常用的一种方法，但受钻孔孔径的限制，其卸压范围较小且应力短时间内容易重新恢复，因此需要二次甚至多次卸压，不仅工程量大，而且对巷道支护造成一定损坏，降低了巷道抗冲击能力。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种巷帮深部强卸压-浅部弱损伤的分段扩孔卸压方法，具有增大卸压空间，减小对支护的损伤，达到协同治理“卸-支”防冲的特点。

2、本发明所采用的技术方案是，巷帮深部强卸压-浅部弱损伤的分段扩孔卸压方法，具体包括以下步骤：

3、步骤1：采用钻机在两侧巷帮施工若干个卸压钻孔，卸压钻孔包括浅部钻孔段和深部扩孔段；

4、步骤2：在钻机的钻头尾部安装射流器，射流器另一端连接钻杆，操作钻机推送钻杆，将射流器推送至步骤1深部扩孔段初段位置；

5、步骤3：在钻杆尾部安装高低压水路分流器，高压胶管连接高低压水路分流器和注水泵，确定水射流压力，开启注水泵进行加压；

6、步骤4：操作钻机转动钻杆，射流器产生高速水射流旋转切割扩孔钻孔壁，排出煤渣，完成深部扩孔段初段扩孔；

7、步骤5：退出一根钻杆，进行下一段扩孔作业，重复步骤4操作，直至到达深部扩孔段与浅部钻孔段连接处，完成分段扩孔卸压。

8、本发明的特点还在于：

9、在步骤1中，根据理论计算、现场应力测试及数值模拟确定巷道围岩塑性区、弹性区范围确定深部扩孔段深度范围，步骤1大直径卸压钻孔深度为20～40m，浅部钻孔段为8～16m，深部扩孔段扩孔深度为12～24m，钻孔间距为6m～10m，钻孔半径为100mm～150mm。

10、在步骤3中，水射流压力根据煤层坚固性系数、理论计算、现场试验、射流器喷嘴孔径大小确定，步骤3水射流的压力不低于30mpa。

11、在步骤4中，深部扩孔段扩孔半径为350～620m，根据水射流压力和钻孔直径确定水流量，水流量不低于0.6m3/min。单段步骤4深部扩孔段扩孔水射流时间不低于10min。

12、在步骤5中，深部扩孔段相邻两段间隔0.6～0.8m，深部扩孔段每段扩孔1.2～1.6m。

13、本发明的有益效果是：

14、通过对煤层钻孔深部采用高压水射流进行旋转切割扩孔，增大卸压空间，强化卸压效果；增大钻孔施工间距，降低钻孔施工密度，减小对支护的损伤，达到“卸-支”防冲协同治理目的。通过上述方法进行优化后，高压水射流扩孔后的空间为原钻孔直径的3～6倍，显著降低煤层应力环境。

技术特征：

1.巷帮深部强卸压-浅部弱损伤的分段扩孔卸压方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的巷帮深部强卸压-浅部弱损伤的分段扩孔卸压方法，其特征在于，根据理论计算、现场应力测试及数值模拟确定巷道围岩塑性区、弹性区范围确定步骤1所述深部扩孔段(6)深度范围，步骤1所述大直径卸压钻孔深度为20～40m，浅部钻孔段(5)为8～16m，深部扩孔段(6)扩孔深度为12～24m，钻孔间距为6m～10m，钻孔半径为100mm～150mm。

3.根据权利要求1所述的巷帮深部强卸压-浅部弱损伤的分段扩孔卸压方法，其特征在于，步骤3所述水射流压力根据煤层坚固性系数、理论计算、现场试验、射流器喷嘴孔径大小确定，步骤3所述水射流的压力不低于30mpa。

4.根据权利要求1所述的巷帮深部强卸压-浅部弱损伤的分段扩孔卸压方法，其特征在于，步骤4所述深部扩孔段(6)扩孔半径为350～620m，根据水射流压力和钻孔直径确定水流量，水流量不低于0.6m3/min。

5.根据权利要求1所述的巷帮深部强卸压-浅部弱损伤的分段扩孔卸压方法，其特征在于，单段步骤4所述深部扩孔段(6)扩孔水射流时间不低于10min。

6.根据权利要求1所述的巷帮深部强卸压-浅部弱损伤的分段扩孔卸压方法，其特征在于，步骤5所述深部扩孔段(6)相邻两段间隔0.6～0.8m，深部扩孔段(6)每段扩孔1.2～1.6m。

技术总结本发明公开的巷帮深部强卸压‑浅部弱损伤的分段扩孔卸压方法，具体步骤如下：步骤1：采用钻机在两侧巷帮施工卸压钻孔；步骤2：在钻头尾部安装射流器，连接钻杆，操作钻机推送钻杆，将射流器推送至深部扩孔段预设位置，确定水射流压力；步骤3：在钻杆尾部安装高低压水路分流器，高压胶管连接高低压水路分流器和注水泵，优化水射流压力，开启注水泵进行加压；步骤4：操作钻机转动钻杆，高速水射流旋转切割扩孔钻孔壁，排出煤渣；步骤5：当煤渣排干净时，退出一根钻杆，进行下一段扩孔作业，依此循环，扩孔至设计位置。本发明具有增大卸压空间，强化卸压效果，降低钻孔施工密度，减小对支护的损伤，达到协同治理“卸‑支”防冲的效果。技术研发人员：王冰,李海江,王东杰,张磊,李军伟受保护的技术使用者：陕西彬长孟村矿业有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18