[发明专利]一种钻-扩-充水力扩孔割煤的采煤方法

权利要求书

1.一种“钻-扩-充”水力扩孔割煤的采煤方法，其特征在于，包括如下步骤：

掘进巷道形成短壁准备工作面：掘进运输巷、切眼及回风巷，形成全负压通风的短壁准备工作面；

施工第一个煤层钻孔：在回风巷离切眼L₀的位置施工一平行煤层倾斜方向的煤层钻孔，使钻孔穿透整个工作面到达运输巷；

第一个煤层钻孔扩孔开采：采用旋转射流器从运输巷一端对煤层钻孔周围的煤体进行切割，边切割边后退旋转射流器，至完成整个煤层钻孔的扩孔开采，切割下来的煤从运输巷运出；

封堵运输巷一端的扩孔孔口：对运输巷一端的扩孔后的孔口进行封堵，封堵后的强度以对扩孔充填期间的充填物不能冲垮封堵口为准；

对扩孔后的采出空间进行充填：从回风巷一端向扩孔后的采出空间填充充填材料至填满整个采出空间；

进行第二个煤层钻孔的“钻-扩-充”工序：在距离第一个煤层钻孔为L的施工地点，按上述步骤施工第二个煤层钻孔的“钻-扩-充”工序；

依次施工其它 煤层钻孔的“钻-扩-充”工序：按第二个煤层钻孔的施工工序依次施工其它 煤层钻孔的“钻-扩-充”工序，从而完成整个短壁工作面的“钻-扩-充”开采；

其中，3RL₀4R，L＝2R，R为旋转射流器在煤层钻孔中扩孔时的切割半径。

2.根据权利要求1所述的“钻-扩-充”水力扩孔割煤的采煤方法，其特征在于：所述施工煤层钻孔所用的设备包括带旋转射流器的钻头，与钻头连接的高压密封钻杆，与高压密封钻杆管道连接的高压注水泵，及控制高压密封钻杆的履带钻机。

3.根据权利要求1所述的“钻-扩-充”水力扩孔割煤的采煤方法，其特征在于，所述煤层钻孔的扩孔方法包括：

向与旋转射流器连接的钻杆内投放一个钢球；

启动与钻杆管道连接的高压注水泵并加压至设计压力；

旋转射流器端部的钻头前方的出水孔被钢球堵住，使钻头后部的旋转射流器高速旋转并喷射出高压水对煤层钻孔周围的煤体切割而扩孔。

4.根据权利要求3所述的“钻-扩-充”水力扩孔割煤的采煤方法，其特征在于：所述设计压力不低于煤的单向抗压强度σ_c的2倍，所述煤的单向抗压强度σ_c由实验室测试确定。

5.根据权利要求1所述的“钻-扩-充”水力扩孔割煤的采煤方法，其特征在于：所述对扩孔后的孔口封堵采用膨胀胶囊或专用封堵器械对扩孔后的运输巷一端的孔口进行封堵。

6.根据权利要求1所述的“钻-扩-充”水力扩孔割煤的采煤方法，其特征在于：所述向扩孔后的采出空间充填采用专用充填设备将破碎后的矸石和水泥浆混合物、或其他充填材料填满整个孔内采出空间。

7.根据权利要求1所述的“钻-扩-充”水力扩孔割煤的采煤方法，其特征在于：所述切割半径R由实验室或现场实测获得。