[發明專利]一種高抽巷內鉆孔實現沿空巷道水壓致裂切頂卸壓的裝置及其使用方法有效
| 申請號: | 202010172605.4 | 申請日: | 2020-03-12 |
| 公開(公告)號: | CN111364923B | 公開(公告)日: | 2021-08-03 |
| 發明(設計)人: | 張明磊;高林生;楊月;王悅平 | 申請(專利權)人: | 防災科技學院;華北科技學院 |
| 主分類號: | E21B15/00 | 分類號: | E21B15/00;E21C41/18 |
| 代理公司: | 廣州文衡知識產權代理事務所(普通合伙) 44535 | 代理人: | 王茜 |
| 地址: | 065201 河北省廊*** | 國省代碼: | 河北;13 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 高抽巷內 鉆孔 實現 巷道 水壓 致裂切頂卸壓 裝置 及其 使用方法 | ||
本發明涉及煤礦開采領域,具體的說是一種高抽巷內鉆孔實現沿空巷道水壓致裂切頂卸壓的裝置及其使用方法,該方法中使用的高抽巷內鉆孔實現沿空巷道水壓致裂切頂卸壓的裝置包括殼體、鉆頭、調節機構、伸縮機構、角度保持機構和卡合機構;調節機構固定于殼體,通過調節機構調節伸縮機構和鉆頭之間的垂直距離,便于相鄰的兩個致裂鉆孔之間的間距相同,有利于相鄰的兩個致裂鉆孔利用水力壓裂形成連續致裂面投影線,便于基本頂的切割;伸縮機構固定于調節機構,伸縮機構安裝有角度保持機構,通過伸縮機構和角度保持機構便于使相鄰的兩個致裂鉆孔的角度和深度相同,有利于相鄰的兩個致裂鉆孔利用水力壓裂形成連續致裂面投影線,便于基本頂的切割。
技術領域
本發明涉及煤礦開采領域,具體的說是一種高抽巷內鉆孔實現沿空巷道水壓致裂切頂卸壓的裝置及其使用方法。
背景技術
小煤柱沿空掘巷或沿空留巷是降低煤柱損失、解決大煤柱上方應力集中引起的巷道圍巖大變形、沖擊地壓等地質災害的重要途徑。然而,當基本頂巖層厚度較大且堅硬時,巷道上方基本頂容易在采空區側產生較大長度懸頂,使得小煤柱或充填體容易因承受過大的載荷而發生破壞,導致巷道圍巖變形劇烈。降低采空區側基本頂懸露過長的問題主要辦法為人工強制切頂,即采用爆破、水力壓裂等方法提前在基本頂特定位置形成預置裂縫,使基本頂在回采過后沿預置裂縫垮落,降低基本頂懸頂長度。由于成本低、施工過程無爆破風險等優點,水力壓裂法在降載減沖、增強頂煤冒放性等方面得到大量應用。
然而,在利用鉆孔裝置進行鉆孔的時候,由于高抽巷的表面不平整,從而在鉆孔的時候會導致鉆頭鉆入煤體內部的位置不在同一直線上,并且在鉆孔的時候由于抖動會使致裂鉆孔的角度不同,從而使個致裂鉆孔實施水力壓裂后形成的致裂面投影線不在同一條直線上,從而導致基本頂在掉落的時候側壁不平整;并且由于高抽巷的表面不平整,從而在利用鉆孔裝置進行鉆孔的時候,會使相鄰的兩個致裂鉆孔之間的間距不同,當間距過大時,使會使致裂鉆孔無法形成的連續的致裂面投影線,無法使基本頂全部掉落;當間距過小時,需要的致裂鉆孔的數量增多,費時費力。
發明內容
針對現有技術中的問題,本發明提供了一種高抽巷內鉆孔實現沿空巷道水壓致裂切頂卸壓的裝置及其使用方法。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種高抽巷內鉆孔實現沿空巷道水壓致裂切頂卸壓的裝置及其使用方法,該方法步驟如下:
S1:首先,在現有的工作面中掘進高抽巷;
S2:在上一工作面煤體回采超前影響距離之外,從高抽巷內向上一工作面煤體中沿空巷道擬布置巷旁充填體或煤柱的外側邊緣上方的基本頂層位利用高抽巷內鉆孔實現沿空巷道水壓致裂切頂卸壓的裝置打設致裂鉆孔;
S3:在致裂鉆孔內合適位置實施水力壓裂,形成致裂面投影線;
S4:沿高抽巷長度方向,間隔一定距離利用高抽巷內鉆孔實現沿空巷道水壓致裂切頂卸壓的裝置打設致裂鉆孔,并實施水壓致裂形成連續的致裂面投影線;
其中S1、S2、S3和S4中的高抽巷內鉆孔實現沿空巷道水壓致裂切頂卸壓的裝置包括殼體、鉆頭、調節機構、伸縮機構、角度保持機構和卡合機構,用于打設致裂鉆孔的所述鉆頭轉動連接于用于保護的所述殼體,用于打設致裂鉆孔的所述鉆頭固定有用于控制相鄰的兩個致裂鉆孔之間間距的所述調節機構,用于控制相鄰的兩個致裂鉆孔之間間距的所述調節機構固定連接于用于收納的所述伸縮機構,用于伸縮的所述伸縮機構安裝有用于控制相鄰的兩個致裂鉆孔的鉆入角度相同的所述角度保持機構,用于控制相鄰的兩個致裂鉆孔的鉆入角度相同的所述角度保持機構轉動連接有用于將所述角度保持機構收入所述伸縮機構的所述卡合機構,用于將所述角度保持機構收入所述伸縮機構的所述卡合機構卡合于用于伸縮的所述伸縮機構。
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