[发明专利]旋切式石门揭煤法

说明书

技术领域：本发明涉及一种揭露煤矿井下煤层的方法，尤其涉及一种石门揭煤法。

背景技术：目前，我国揭露煤层的方法主要存在施工周期长，人力、物力及财力投入大，工作效率低等诸多缺陷。

发明内容：针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种施工周期短、人力、物力及财力投入少的旋切式石门揭煤法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

1)在石门揭煤工作断面的中线位置钻至少一个措施孔达设计深度、在揭煤工作断面靠近煤层底板的位置钻至少一个排渣孔达设计深度；

2)通过所述措施孔对煤层进行割缝作业直至在煤层中形成一个达设计容量的空腔，通过所述排渣孔排出割缝作业所产生的煤粉；

3)通过措施孔将充气模型送入所述空腔内，利用化学反应产生的气体对充气模型进行充气，直至该充气模型将空腔的前、后壁撑满；

4)从排渣孔向空腔中注入混凝土，直至混凝土将由所述充气模型的上、下、左、右四个面分别与空腔的顶壁、底壁、左壁、右壁之间形成的剩余空间填满；

5)待所述混凝土凝固以后再进行掘进作业，揭露煤层。

在上述技术方案中，措施孔的末端与排渣孔的末端之间的距离≥1.5m；为了便于排出煤粉，排渣孔相对于水平面前高后低倾斜设置。

与现有技术比较，本发明由于采用了上述技术方案，因此不仅可减少施工量、缩短施工周期，降低了人力、物力及财力投入，而且还减少了淹没射流对割缝效果的影响；另外，由于可通过排渣孔排出煤粉，因此降低了措施孔的排粉量，从而避免了措施孔因排粉量小于割缝作业产生的煤粉量而导致钻杆抱死、喷嘴堵塞等诸多问题。

附图说明：

图1是本发明的钻孔布置图；

图2是本发明完成煤层切割作业后的效果图；

图3是本发明完成充气模型充气以及灌注混凝土后的效果图；

图4是本发明的最终效果图；

图5是图3中的A-A剖视图。

图中：煤层1    岩石层2    揭煤工作断面3    措施孔4    排渣孔5空腔6    充气模型7    混凝土8

具体实施方式：下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步说明：

1)如图1所示，利用专利号为“ZL200720043590.1”的高压磨料射流钻割一体化割防突设备以及专利号为“ZL200720043589.9”的压控钻割一体化钻头在石门揭煤工作断面3(即掘进头)的中线位置，沿作业推进方向穿过岩石层2钻至少一个措施孔4达设计深度、利用螺旋钻杆在揭煤工作断面3靠近煤层底板的位置沿作业的推进方向穿过岩石层2钻至少一个排渣孔5达设计深度；

2)如图2所示，利用所述高压磨料射流钻割一体化割防突设备和压控钻割一体化钻头通过措施孔4对煤层1进行常规割缝作业，直至在煤层1中形成达设计容量的空腔6；在割缝作业的同时开启钻机带动螺旋钻杆高速空转，使割缝作业所产生的煤粉在螺旋钻杆的作用下通过排渣孔5排出，以减轻措施孔4的排粉负担；

3)如图3、图5所示，分别将压控钻割一体化钻头和螺旋钻杆从措施孔4、排渣孔5中撤出，将由高强度锦纶织物与橡胶复合而成的气囊状充气模型7通过措施孔4送入空腔6内；利用化学反应产生的气体对充气模型7进行充气，直至充气模型7膨胀后将空腔6的前后壁撑满；充气模型7的左右侧面与空腔6的左右壁之间、以及充气模型7的上下面与空腔6的顶底壁之间均留有空隙；

4)如图3、图5所示，从排渣孔5向空腔6中注入混凝土8，直至混凝土8将由充气模型7的上、下、左、右四个面分别与空腔6的顶壁、底壁、左壁、右壁之间形成的剩余空间填满；

5)如图4、图5所示，待混凝土8在空腔6中凝固形成一个“回”字型的支护框以后，再按常规方法进行掘进作业，揭露煤层。

在上述实施例中，措施孔4末端与排渣孔5末端之间的距离≥1.5m；措施孔4以及排渣孔5的数量可根据巷道断面的大小及煤层割缝作业的实际效果进行实时调整。为了便于排出煤粉，排渣孔5相对于水平面按前高后低的方式倾斜设置。