1.一种具有冲击地压危险性顶板的煤层增透与防冲协同连续作业方法,其特征在于:
包括以下步骤:
S1:若回采工作面底板岩层内具备底板岩石巷的条件,则通过钻机连接小直径钻杆与小直径钻头,在底板岩石巷内往煤层及顶板岩层内施工上行的小直径钻孔;待小直径钻孔施工到预定位置后,退出小直径钻杆与小直径钻头,更换为扩孔钻杆与扩孔钻头,沿小直径钻孔的轴向方向施工大直径钻孔,直至孔口排出煤渣,退出扩孔钻杆与扩孔钻头;
S2:将扩孔钻头更换为致裂圆锥体,通过钻机推送至停止大直径钻孔停止钻进的位置;
在钻机与扩孔钻杆间连接撞击致裂装置,启动钻机,使撞击致裂装置带动扩孔钻杆端部的致裂圆锥体作往返运动,对钻孔变径位置周围的煤体进行撞击,使周围的煤体产生次生裂隙;
S3:待致裂圆锥体将钻孔变径位置的煤体撞击破碎,扩大变径位置的小直径钻孔尾部的直径,并进入其中后,停止撞击;重新更换扩孔钻头继续施工大直径钻孔,每施工一定距离就更换为致裂圆锥体重复步骤S2‑S3,直至施工到煤层顶板的上边界;然后调整钻机的方位角和倾角,重复S1~S3,直至对工作面煤体及顶板均实施完增透与防冲的协同连续作业;
最后,将底板岩石巷内的钻孔均实施封堵,接入瓦斯抽采管道实施瓦斯抽采,并在回采工作面的运输顺槽内沿煤层倾向方向施工瓦斯抽采钻孔,封堵后接入瓦斯抽采管道实施瓦斯抽采;
S4:若回采工作面底板岩层内不具备底板岩石巷的条件,则通过钻机连接小直径钻杆与小直径钻头,在回采工作面的运输顺槽、回风顺槽内向煤层的顶板岩层内分别施工上行与下行的小直径钻孔;待小直径钻孔施工到预定位置后,退出小直径钻杆与小直径钻头,更换为扩孔钻杆与扩孔钻头,沿小直径钻孔的轴向方向施工大直径钻孔,直至钻进预定距离,退出扩孔钻杆与扩孔钻头;采用步骤S2‑S3的方法每隔一定距离对大直径钻孔周围的煤体或岩体进行撞击,直至煤层顶板的上边界,然后将大直径钻孔进行封堵;
S5:在回采工作面的运输顺槽内沿煤层倾向方向施工上行的小直径钻孔,直至预定深度后,退出小直径钻杆与钻头更换为扩孔钻杆、扩孔钻头,沿小直径钻孔的轴向方向施工大直径钻孔;待大直径钻孔钻进40m后,随即停止钻进;采用步骤S2‑S3的方法每隔一定距离对大直径钻孔周围的煤体进行撞击,并进行封堵后接入瓦斯抽采管道实施瓦斯抽采。
2.根据权利要求1所述的具有冲击地压危险性顶板的煤层增透与防冲协同连续作业方法,其特征在于:随着钻进深度的增加,不断添加小直径钻杆或扩孔钻杆进行延长。
3.根据权利要求1所述的具有冲击地压危险性顶板的煤层增透与防冲协同连续作业方法,其特征在于:所述撞击致裂装置包括机架,所述机架下方设有液压支撑柱,所述机架内一端设有旋转滑槽,另一端设有滑轨,所述滑轨上滑动连接有致裂触发柱,所述旋转滑槽通过轴承箱与机架外部的驱动轴旋转连接,所述旋转滑槽内设有滑动段,所述滑动段在旋转滑槽内滑动,所述滑动段通过万向节连接致裂触发柱。
4.根据权利要求3所述的具有冲击地压危险性顶板的煤层增透与防冲协同连续作业方法,其特征在于:还包括调节螺丝,通过调节螺丝对滑动段在旋转滑槽轴向方向的位置进行调节,进而改变单次旋转一周内致裂触发柱的撞击距离,从而改变单次致裂圆锥体的撞击距离。
5.根据权利要求4所述的具有冲击地压危险性顶板的煤层增透与防冲协同连续作业方法,其特征在于:步骤S2中,在钻机与扩孔钻杆间连接撞击致裂装置,具体包括:将撞击致裂装置的驱动轴与钻机的夹持装置连接,同时调整撞击致裂装置底部的液压支撑柱的高度,使得致裂触发柱的形心与孔口裸露的扩孔钻杆的形心对齐,且与扩孔钻杆连接。