CN107191187A - 一种沿空留巷切顶卸压方法 - Google Patents
一种沿空留巷切顶卸压方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107191187A CN107191187A CN201710552407.9A CN201710552407A CN107191187A CN 107191187 A CN107191187 A CN 107191187A CN 201710552407 A CN201710552407 A CN 201710552407A CN 107191187 A CN107191187 A CN 107191187A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- drilling
- high pressure
- pressure water
- side entry
- entry retaining
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C41/00—Methods of underground or surface mining; Layouts therefor
- E21C41/16—Methods of underground mining; Layouts therefor
- E21C41/18—Methods of underground mining; Layouts therefor for brown or hard coal
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/04—Directional drilling
- E21B7/046—Directional drilling horizontal drilling
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/18—Drilling by liquid or gas jets, with or without entrained pellets
Abstract
本发明公开了一种沿空留巷切顶卸压方法,包括以下步骤:在顺槽煤帮开挖硐室;在硐室内安装千米定向钻机与高压注水泵;采用千米定向钻机向切眼方向施工若干个钻孔,钻孔与顺槽平行布置;钻头回撤时高压水垂直方向切割孔壁;采用封孔器逐一对每个钻孔封孔,封孔器连接高压注水管一端,另一端连接高压注水泵,注水管中部设置压力表和注水阀门;通过高压注水泵向钻孔内注水。相邻钻孔间形成贯通的裂隙带,实现了沿空留巷顶板的定向切割,降低了沿空留巷压力与变形,降低了巷道支护与维护成本。本发明不需要炸药、钻孔效率高、人工劳动强度低、为沿空留宽巷创造了条件,大幅降低了沿空留巷压力与变形量,减少留巷成本,效果好,具有广泛的实用性。
Description
技术领域
本发明属于煤矿无煤柱开采技术领域,具体涉及一种沿空留巷切顶卸压方法。
背景技术
绿色开采是我国煤炭开采的一个发展方向,无煤柱开采属于绿色开采。无煤柱开采包括沿空留巷和沿空掘巷,沿空留巷由于其优越性,用的比较多。沿空留巷可以回收煤柱、减少巷道掘进量、实现Y型通风、缓解采掘紧张关系。沿空留巷技术是在工作面采过后,采用不同方法将原来的顺槽保留下来,为下一个工作面服务,实现一巷两用。沿空留巷的关键在于控制围岩、降低巷道应力与变形、降低留巷成本,使其能够满足使用要求。
沿空留巷一般采用墙体、墩柱作巷旁支护,巷旁支护的厚度与顶板压力关系密切,而顶板压力又与顶板悬臂梁的长度主要相关,顶板悬臂梁越长,作用于墙体的压力也就越大,留巷成本及变形量也就越大,为此,降低沿空巷道顶板长度,将长臂梁切断为短臂梁,更加有利于留巷效果及成本。为此,国内,常用的方法是垂直顶板打一排钻孔,采用爆破的方法,将顶板切断。爆破切顶需要大量炸药,还需要有爆破作业人员专人施工,工期长,同时,爆破切顶的钻孔在巷内垂直顶板布置,巷旁支护墙体浇筑在巷内,导致留巷宽度小于原有巷道宽度,适用范围受限,如原巷宽度5.0m,墙体厚度1.2m,因此留巷宽度最多3.8m,不能满足有些矿井留回风巷作运输巷的需要。为此,需要开发一种沿空留巷切顶卸压方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种沿空留巷切顶卸压方法,该方法不需炸药、不需爆破作业人员、钻孔效率更高、可增加留巷宽度、采用水压预裂比爆破预裂安全性更高、成本更低,并可提高留巷效果。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案来实现的:
一种沿空留巷切顶卸压方法,包括以下步骤:
1)在采煤工作面的顺槽煤帮开挖硐室;
2)在硐室内安装千米定向钻机与高压注水泵;
3)采用千米定向钻机,在硐室煤帮向工作面方向施工与顺槽平行的若干个钻孔,钻孔的轨迹起始部分为曲线,主体部分为近似水平直线,所有钻孔位置处于一个竖直平面内;
4)钻头回撤过程中,通过钻头上的高压射流孔射出高压水射流,竖直方向连续切割钻孔孔壁;
5)采用封孔器对所有钻孔逐一封孔,并将高压注水管一端与封孔器连接,另一端与高压注水泵连接,高压注水管上设置有注水阀门和压力表;
6)开启高压注水泵,向位置最高的两个相邻钻孔内同时注水,观测记录压力表峰值,当压力表读数低于峰值10%时,关闭高压注水泵,停止高压注水;
7)再次开启高压注水泵,向剩下的其他钻孔内同时注水,当压力表读数低于上述峰值10%时,关闭高压注水泵,停止高压注水。
本发明进一步的改进在于,步骤3)中,钻孔的数量为2~6个。
本发明进一步的改进在于,钻进过程中每个钻孔先上仰,钻入顶板岩层垂直厚度1~8m后转为平行钻进。
本发明进一步的改进在于,钻孔长度为300~1000m。
本发明进一步的改进在于,相邻两个钻孔的垂直间距0.6~1.5m。
本发明进一步的改进在于,采煤工作面回采过后,顶板沿着钻孔预裂缝垮落,在端头液压支架后方的巷旁支护墙体外侧形成采空区。
本发明具有如下的有益效果:
本发明提供的一种沿空留巷切顶卸压方法,首次将千米定向钻机应用于沿空留巷切顶,改垂直顶板钻孔切顶为沿顶板水平钻孔切顶,采用千米定向钻机+多个水平钻孔+水压切割预裂实现切顶,给沿空留巷切顶卸压提供了一种新方法。本发明与普通的爆破切顶卸压相比,不需炸药、不需爆破专业作业人员;施工期短,降低50%以上;降低了钻孔作业人员劳动强度;采用水压预裂比爆破预裂安全性更高、成本更低。
进一步,采用采用千米定向钻机钻孔,成孔距离长,一次成孔300~1000m,成孔效率大幅提高。
综上所述,本发明可广泛应用于煤矿、冶金矿山、国防工程等领域。
附图说明
图1是本发明钻孔位置三维示意图;
图2是本发明钻孔位置平面示意图;
图3是本发明高压注水设备、管路相互连接关系侧视图。
图中:1-采煤工作面;2-端头液压支架;3-顺槽;4-硐室;5-钻机;6-高压注水泵;7-钻孔;8-巷旁支护墙体;9-采空区;10-封孔器;11-压力表;12-注水阀门;13-高压注水管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明。
如图1至图3所示,本发明的一种沿空留巷切顶卸压方法,首先在采煤工作面1的顺槽3煤帮开挖硐室4;接着在硐室4内安装千米定向钻机5与高压注水泵6;然后采用千米定向钻机5,在硐室4煤帮向工作面方向施工与顺槽平行的3个钻孔7,钻进过程中每个钻孔7先上仰,3个钻孔7钻入顶板岩层垂直厚度分别为4.5m、3m、1.5m后转为平行钻进,所有钻孔位置处于一个竖直平面内,钻孔7的轨迹起始部分为曲线,主体部分为近似水平直线,钻孔7长度为1000m,相邻两个钻孔的垂直间距1.5m;钻头回撤过程中,通过钻头上的高压射流孔射出高压水射流,竖直方向连续切割钻孔7孔壁;采用封孔器10对所有钻孔7逐一封孔,并将高压注水管13一端与封孔器10连接,高压注水管13另一端与高压注水泵6连接,高压注水管13中部设置注水阀门12和压力表11;前述准备好后开启高压注水泵6,向位置最高的两个相邻钻孔7内同时注水,观测记录压力表峰值,当压力表读数低于峰值10%时,关闭高压注水泵6,停止高压注水;再次开启高压注水泵6,向剩下的其他钻孔7内同时注水,当压力表读数低于上述峰值10%时,关闭高压注水泵6,停止高压注水。
采煤工作面1回采过后,顶板沿着钻孔预裂缝垮落,在端头液压支架2后方的巷旁支护墙体8外侧形成采空区9,降低了巷道的压力,减少了巷道变形,提高了留巷效果,降低了留巷成本。
Claims (6)
1.一种沿空留巷切顶卸压方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)在采煤工作面(1)的顺槽(3)煤帮开挖硐室(4);
2)在硐室(4)内安装千米定向钻机(5)与高压注水泵(6);
3)采用千米定向钻机(5),在硐室(4)煤帮向工作面方向施工与顺槽(3)平行的若干个钻孔(7),钻孔(7)的轨迹起始部分为曲线,主体部分为近似水平直线,所有钻孔(7)位置处于一个竖直平面内;
4)钻头回撤过程中,通过钻头上的高压射流孔射出高压水射流,竖直方向连续切割钻孔(7)孔壁;
5)采用封孔器(10)对所有钻孔(7)逐一封孔,并将高压注水管(13)一端与封孔器(10)连接,另一端与高压注水泵(6)连接,高压注水管(13)上设置有注水阀门(12)和压力表(11);
6)开启高压注水泵(6),向位置最高的两个相邻钻孔(7)内同时注水,观测记录压力表峰值,当压力表读数低于峰值10%时,关闭高压注水泵(6),停止高压注水;
7)再次开启高压注水泵(6),向剩下的其他钻孔(7)内同时注水,当压力表(11)读数低于上述峰值10%时,关闭高压注水泵(6),停止高压注水。
2.根据权利要求1所述的一种沿空留巷切顶卸压方法,其特征在于,步骤3)中,钻孔(7)的数量为2~6个。
3.根据权利要求1或3所述的一种沿空留巷切顶卸压方法,其特征在于,钻进过程中每个钻孔(7)先上仰,钻入顶板岩层垂直厚度1~8m后转为平行钻进。
4.根据权利要求1或3所述的一种沿空留巷切顶卸压方法,其特征在于,钻孔(7)长度为300~1000m。
5.根据权利要求1或3所述的一种沿空留巷切顶卸压方法,其特征在于,相邻两个钻孔(7)的垂直间距0.6~1.5m。
6.根据权利要求1所述的一种沿空留巷切顶卸压方法,其特征在于,采煤工作面(1)回采过后,顶板沿着钻孔预裂缝垮落,在端头液压支架(2)后方的巷旁支护墙体(8)外侧形成采空区(9)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710552407.9A CN107191187B (zh) | 2017-07-07 | 2017-07-07 | 一种沿空留巷切顶卸压方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710552407.9A CN107191187B (zh) | 2017-07-07 | 2017-07-07 | 一种沿空留巷切顶卸压方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107191187A true CN107191187A (zh) | 2017-09-22 |
CN107191187B CN107191187B (zh) | 2019-11-05 |
Family
ID=59883575
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710552407.9A Active CN107191187B (zh) | 2017-07-07 | 2017-07-07 | 一种沿空留巷切顶卸压方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107191187B (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108457653A (zh) * | 2018-02-22 | 2018-08-28 | 李柱和 | 一种超前深孔预裂顶板沿空留巷方法 |
CN108661641A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-10-16 | 天地科技股份有限公司 | 一种基于切顶卸压预防顺槽采空区长距离悬顶的方法 |
CN108930536A (zh) * | 2018-08-08 | 2018-12-04 | 太原理工大学 | 一种沿空留巷超前工作面高压注水致裂坚硬顶板的方法 |
CN111173511A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-05-19 | 河南明德矿山技术开发有限公司 | 一种沿空留巷切顶方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103046949A (zh) * | 2013-01-15 | 2013-04-17 | 中国矿业大学 | 一种偏置气液两相射流割缝增透装置及方法 |
CN103075181A (zh) * | 2013-02-01 | 2013-05-01 | 中北大学 | 顺层长钻孔割缝洗孔一体化抽采煤层气方法 |
CN104727795A (zh) * | 2015-02-14 | 2015-06-24 | 河南理工大学 | 低透性软煤层极薄分层水射流开采增透方法 |
CN104763425A (zh) * | 2015-02-03 | 2015-07-08 | 杨洪兴 | 一种卸压预裂爆破沿空留巷无煤柱开采方法 |
CN105257333A (zh) * | 2015-05-30 | 2016-01-20 | 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 | 千米钻机集中条带式抽放方法 |
CN105822304A (zh) * | 2016-03-23 | 2016-08-03 | 河南理工大学 | 一种沿空巷道切顶卸压定向水力切槽远程控制方法 |
-
2017
- 2017-07-07 CN CN201710552407.9A patent/CN107191187B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103046949A (zh) * | 2013-01-15 | 2013-04-17 | 中国矿业大学 | 一种偏置气液两相射流割缝增透装置及方法 |
CN103075181A (zh) * | 2013-02-01 | 2013-05-01 | 中北大学 | 顺层长钻孔割缝洗孔一体化抽采煤层气方法 |
CN104763425A (zh) * | 2015-02-03 | 2015-07-08 | 杨洪兴 | 一种卸压预裂爆破沿空留巷无煤柱开采方法 |
CN104727795A (zh) * | 2015-02-14 | 2015-06-24 | 河南理工大学 | 低透性软煤层极薄分层水射流开采增透方法 |
CN105257333A (zh) * | 2015-05-30 | 2016-01-20 | 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 | 千米钻机集中条带式抽放方法 |
CN105822304A (zh) * | 2016-03-23 | 2016-08-03 | 河南理工大学 | 一种沿空巷道切顶卸压定向水力切槽远程控制方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108457653A (zh) * | 2018-02-22 | 2018-08-28 | 李柱和 | 一种超前深孔预裂顶板沿空留巷方法 |
CN108661641A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-10-16 | 天地科技股份有限公司 | 一种基于切顶卸压预防顺槽采空区长距离悬顶的方法 |
CN108930536A (zh) * | 2018-08-08 | 2018-12-04 | 太原理工大学 | 一种沿空留巷超前工作面高压注水致裂坚硬顶板的方法 |
CN111173511A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-05-19 | 河南明德矿山技术开发有限公司 | 一种沿空留巷切顶方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107191187B (zh) | 2019-11-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108894787B (zh) | 上覆采空区遗留矿柱应力集中的压裂解除方法 | |
CN107313778B (zh) | 一种复采特厚煤层停采线煤柱的方法 | |
CN106368701B (zh) | 利用水力压裂卸压控制回采巷道留巷的方法及装置 | |
CN102654049B (zh) | 多孔线性控制水力致裂方法 | |
CN103527198B (zh) | 切眼坚硬顶板/顶煤水力致裂控制方法 | |
CN107191187B (zh) | 一种沿空留巷切顶卸压方法 | |
CN100554642C (zh) | 一种长壁综采回收房式开采煤柱的方法 | |
CN103758559B (zh) | 沿空留巷y型通风高位回风巷钻孔抽采瓦斯方法 | |
CN112593936B (zh) | 一种深部矿井多灾害区域超前综合防治方法 | |
CN107060760A (zh) | 一种煤矿回撤巷道预裂爆破放顶卸压的方法 | |
CN102392677A (zh) | 煤层气储盖层立体缝网改造增透技术 | |
CN107559008B (zh) | 一种联合复采特厚煤层停采线煤柱的方法 | |
CN103362539A (zh) | 留巷钻场钻孔抽采卸压瓦斯的方法 | |
CN106089291A (zh) | 一种协同抽采垮落式老空区及下煤层煤层气的方法 | |
CN108756884A (zh) | 煤矿坚硬顶板全工作面地面提前消突方法 | |
CN107152279A (zh) | 旺格维利回采工作面顶板水力压裂弱化方法及装置 | |
CN112282806B (zh) | 一种厚煤层强采动巷道爆破卸压与长锚杆协同控顶方法 | |
CN111237006A (zh) | 高位长、短距离钻孔联动防控冲击地压与瓦斯涌出的方法 | |
CN108930536A (zh) | 一种沿空留巷超前工作面高压注水致裂坚硬顶板的方法 | |
CN112160792A (zh) | 一种井下坚硬顶板的分段水力压裂工作方法 | |
CN109899105A (zh) | 一种用于煤岩互层煤层的低位多阶穿层钻孔瓦斯抽采方法 | |
CN105351000A (zh) | 采空区顶板高位定向钻孔抽采工艺 | |
CN110173295A (zh) | 一种利用顺层定向钻孔抽采瓦斯和防灭火的方法 | |
CN113236340A (zh) | 一种实现工作面回采过程高位钻孔连续抽采瓦斯的方法 | |
CN102797448B (zh) | 后退分段式水力致裂方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |