[发明专利]一种静态爆破双效致裂弱化顶板方法

说明书

本发明公开了一种静态爆破双效致裂弱化顶板方法，该方法包括如下步骤：在回风巷道和进风巷道顶板钻取垂直的弱化致裂钻孔组，在回风巷道和进风巷道侧壁和顶板处钻倾斜的弱化致裂钻孔组；将静态破碎剂药卷送入回风巷道的垂直弱化致裂钻孔组，使回风巷道顶板破裂跨落；将静态破碎剂药卷送入进风巷道的垂直弱化致裂钻孔组，使进风巷道顶板破裂跨落；将静态破碎剂药卷送入回风巷道和进风巷道倾斜的弱化致裂钻孔组内，使煤层顶板出现裂隙；回采工作面通过煤层顶板超前致裂区下方时，煤层顶板裂隙在弱化致裂钻孔组和地应力的耦合作用下进一步扩大并互相贯通，最终使煤层顶板跨落。本发明方法操作简单方便，施工安全可靠。

技术领域

本发明涉及到一种静态爆破双效致裂弱化顶板方法，该方法适用于无煤柱开采过程中坚硬顶板有效垮落作业。

背景技术

采空区坚硬顶板的有效垮落是减少远地岩层对上覆悬空顶板的周期性冲击的有效措施。特别地，对于无煤柱开采而言，无预留煤柱支撑的采空区顶板垮落的安全性及高效性显得尤为重要。传统意义上的顶板跨落主要分为高压注水和深孔爆破方式，但是，两者存在着一些不足，比如，高压注水对钻孔密封性要求极高，对于硬度较高的顶板致裂则需要更大流量的高压水，而现有大型设备很难在采空区铺设开展工作；深孔爆破涉及雷管铺设及烈性炸药的使用，操作要求较高，且易存在着哑炮现象，形成新的安全隐患。

另外，在传统顶板跨落方式作用下，回风巷道上隅角处的顶板很难完成跨落，容易在该位置造成瓦斯积聚超限，为煤层开采带来不容忽视的安全隐患。因此，为了提高顶板致裂效果，实现顶板的可控性跨落，亟需开展新型的顶板致裂技术，在保证坚硬顶板断裂的前提下，实现顶板的双效弱化致裂。

发明内容

发明目的：本发明的目的是要克服已有技术中的不足之处，提供一种方法简单、操作方便，施工安全可靠的坚硬煤层顶板致裂方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种静态爆破双效致裂弱化顶板方法，该方法包括如下步骤：

a、在回风巷道的顶板上钻取垂直向上的弱化致裂钻孔组一，在回风巷道的侧壁和顶板结合处钻取朝煤层方向倾斜向上的弱化致裂钻孔组二，在进风巷道的顶板上沿着煤层走向标定若干条切顶导向线，沿着顶导向线钻取垂直向上的弱化致裂钻孔组三，在进风巷道的侧壁和顶板结合处钻取朝煤层方向倾斜向上的的弱化致裂钻孔组四，弱化致裂钻孔组四和弱化致裂钻孔组二位置相对应，所述弱化致裂钻孔组一、弱化致裂钻孔组二、弱化致裂钻孔组三和弱化致裂钻孔组四均由间隔布置的致裂孔和导向孔组成；

b、根据致裂孔尺寸制作静态破碎剂药卷，将若干浸泡后的静态破碎剂药卷依次送入弱化致裂钻孔组一的致裂孔内，利用推杆将静态破碎剂药卷压实，然后利用聚氨酯封堵弱化致裂钻孔组一的致裂孔，在静态破碎剂药卷的作用下使回风巷道的顶板大面积破裂跨落；

c、将若干浸泡后的静态破碎剂药卷依次送入弱化致裂钻孔组三的致裂孔内，利用推杆将静态破碎剂药卷捣实，然后利用聚氨酯封堵弱化致裂钻孔组三的致裂孔，在静态破碎剂药卷的作用下使进风巷道的顶板沿着切顶导向线整体跨落，形成较为完整的留巷，为后续下一煤层的有效开采提供回风巷道。

d、当回采工作面向前推进至距离弱化致裂钻孔组四和弱化致裂钻孔组二下方5～10m时，将若干浸泡后的静态破碎剂药卷依次送入弱化致裂钻孔组二和弱化致裂钻孔组四的致裂孔内，利用推杆将静态破碎剂药卷捣实，然后利用聚氨酯封堵弱化致裂钻孔组二和弱化致裂钻孔组四的致裂孔，在静态破碎剂药卷的作用下使煤层顶板出现裂隙，形成煤层顶板超前致裂区；

e、回采工作面继续向前推进并通过煤层顶板超前致裂区下方时，煤层顶板裂隙在导向孔和地应力的耦合作用下进一步扩大并互相贯通，最终使煤层顶板跨落。

进一步的，所述弱化致裂钻孔组一、弱化致裂钻孔组二、弱化致裂钻孔组三和弱化致裂钻孔组四均穿过煤层的直接顶和老顶。