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煤矿井下末采顶板水力压裂切顶卸压的方法

2022年05月18日16:26 

  在煤矿井下,回采工作面推进产生的剧烈采动应力会对工作面前方的开拓大巷或采盘区大巷产生扰动影响,如破坏大巷围岩稳定,影响矿井整体生产与安全。理论上停采线的设计位置距离大巷越远,则对大巷的影响越小,只有在超前支承压力小于煤岩体的抗压强度时,才能保证大巷保护煤柱的稳定性。

  煤层上部的坚硬顶板容易形成长悬顶,是形成峰值大、传播距离远的高支承应力的主要原因,仅增大保护煤柱的宽度可以使大巷摆脱支承压力的影响,但容易造成煤炭资源的浪费,不符合绿色开采的理念。因此,人为主动对末采期切眼顶板进行切顶卸压处理,截断工作面超前支承应力的物理传播路径,能达到保护大巷围岩的目的。

  .水力压裂自提出以来,已应用于石油和天然气工业、水利水电工程、地热资源开发、核废料储存、地应力测量等领域,显示出广泛的工业应用价值。水力压裂作为经济、安全、高效的坚硬顶板控制技术,已在我国部分煤矿得到了验证,成为我国煤矿坚硬难跨顶板控制的有效手段。我国众多学者对其机理进行了研究,表明水力压裂可使顶板岩层定向压裂、破坏顶板岩层的完整性,进而削弱顶板的强度和整体性,使采空区顶板能够分层分次垮落,缩短初次来压和周期来压步距,达到减小或消除坚硬难垮顶板对工作面的回采危害。

  煤矿井下末采顶板水力压裂切顶卸压的方法

  1、确定顶板压裂的水平和垂直位置;

  2、按照设计参数,使用坑道钻机施工并冲洗钻孔;

  3、将封孔器送入钻孔内指定位置,封孔器与注水钢管连接,注水钢管通过高压供水胶管与高压水泵连接;

  4、利用手动泵为封孔器加压实现封孔;通过高压水泵输出不同泵压控制注水钢管内水压力,缓慢提高高压水泵压力,同时观察封孔器压力,确保封孔器正常工作;

  5、在致裂一次后,关闭高压水泵待压力恢复至0mpa,继续开启高压水泵使压力慢慢升高,将裂隙进一步扩展,同时记录高压水泵压力变化;循环压裂2-3次;

  6、撤出设备,清理现场。

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