[发明专利]矿井工作面上隅角悬顶处理方法

说明书

本发明涉及矿井施工技术领域，尤其涉及一种矿井工作面上隅角悬顶处理方法。该矿井工作面上隅角悬顶处理方法包括：在工作面回采形成的超前支承压力扰动前，预先在所述工作面的两侧回采巷道的顶板处分别布置两排钻孔；在每个所述钻孔内分别注入高压水对顶板岩层进行水力压裂，使所述顶板岩层产生裂缝并扩展。本发明提供的矿井工作面上隅角悬顶处理方法，能够破坏工作面端头煤层上方顶板岩层的完整性，降低顶板岩体的强度，实现了高瓦斯矿井工作面上隅角悬顶采前稳定、采后及时冒落的目的，显著减小回采工作面上隅角悬顶面积，有效防止工作面上隅角瓦斯积聚超限，安全性更高。

技术领域

本发明涉及矿井施工技术领域，尤其涉及一种矿井工作面上隅角悬顶处理方法。

背景技术

高瓦斯矿井综采工作面两侧端头上隅角悬顶面积过大，容易导致回风巷上隅角瓦斯积聚进而引起超限事故，会严重危害综采工作面的正常回采和安全生产。

目前，主要采用传统的滞后浅孔爆破或超前钻孔预裂爆破的方式弱化工作面上隅角顶板。然而，采用这种两种方式弱化顶板深度较浅，控制工作面端头三角区悬顶面积效果并不理想。其中，采用浅孔爆破弱化顶板时，施工工艺复杂，施工效率较低。采用超前钻孔预裂爆破弱化方式处理工作面的难垮顶板时，会导致局部CO积聚，还需采取防止瓦斯爆炸的措施，安全管理难度大，安全性相对较低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种矿井工作面上隅角悬顶处理方法，解决现有技术中高瓦斯矿井回采期间工作面上隅角悬顶面积过大，容易发生瓦斯超限，影响工作面安全回采的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种矿井工作面上隅角悬顶处理方法，包括：

S1、在工作面回采形成的超前支承压力扰动前，预先在所述工作面的两侧回采巷道的顶板处分别布置两排钻孔；

S2、在每个所述钻孔内分别注入高压水对顶板岩层进行水力压裂，使所述顶板岩层产生裂缝并扩展。

进一步地，在步骤S1中，两排所述钻孔包括一排第一钻孔和一排第二钻孔，各所述第一钻孔和各所述第二钻孔均沿所述回采巷道的长度方向延伸设置；所述第一钻孔穿过所述回采巷道的顶板后，所述第一钻孔的末端伸入至所述回采巷道的顶板岩层内部；所述第二钻孔穿过所述回采巷道的顶板与侧帮交接处后，所述第二钻孔的末端伸入至煤柱上方的顶板岩层内部。

具体地，各所述第一钻孔等间距设置，各所述第二钻孔等间距设置，各所述第一钻孔与各所述第二钻孔交错布置。

具体地，所述第一钻孔的深度大于所述第二钻孔的深度。

具体地，所述第一钻孔呈倾斜设置，所述第一钻孔的延伸方向与所述工作面的推进方向相反，并且所述第一钻孔朝向所述煤柱一侧倾斜；所述第一钻孔与所述回采巷道的轴线方向之间的夹角为5～10°，所述第一钻孔的仰角为50～70°。

具体地，所述第二钻孔呈倾斜设置，所述第二钻孔的延伸方向与所述工作面的推进方向相垂直，所述第二钻孔的仰角为50～70°。

具体地，所述第一钻孔的孔口设置在所述回采巷道的顶板上靠近所述煤柱的位置处。

具体地，相邻的两个所述第一钻孔之间的间距为10～20m；相邻的两个所述第二钻孔之间的间距为10～20m。

具体地，在步骤S2中，在所述钻孔内通过封孔器从所述钻孔的末端开始向所述钻孔的孔口后退式进行分段封闭后注入高压水。

进一步地，在步骤S1之前，还包括：

根据所述工作面的顶板垮落带高度和煤层上方坚硬顶板厚度，计算获得所述工作面的上隅角顶板岩层预裂弱化的高度。

(三)有益效果