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专利号: 2022112862668
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种受采动影响巷道的卸压保护方法,其特征在于,包括以下步骤:确定被保护巷道类型和采动应力传播路径;

基于所述巷道类型和采动应力传播路径,确定控制方法;

基于所述控制方法,确定煤岩弱结构体参数;

基于所述煤岩弱结构体参数,确定水力压裂参数;

基于所述水力压裂参数,实施水力压裂,形成煤岩弱结构体;

对采动应力的转移效果进行评价;

确定所述水力压裂参数的方法包括:

计算裂缝扩展半径;

基于所述裂缝扩展半径,得到钻孔间距;

基于所述钻孔间距和压裂巷道长度,得到钻孔数量;

基于所述钻孔数量和损伤变量,得到钻孔的压裂段数;

得到所述钻孔的压裂段数的方法包括:

其中,n表示钻孔的压裂段数,V表示压裂体积,B表示裂缝深度,v表示泊松比,f表示节理间相互影响系数,a表示裂缝扩展半径,α表示节理面的倾角,φ表示节理面的摩擦角,m表示钻孔数量,D表示损伤变量。

2.根据权利要求1所述的一种受采动影响巷道的卸压保护方法,其特征在于,所述被保护巷道类型包括:本煤层巷道、底板巷道以及顶板巷道,具体包括回采顺槽、采区上下山、预掘回撤通道、采区集中巷、大巷和瓦斯抽放巷。

3.根据权利要求1所述的一种受采动影响巷道的卸压保护方法,其特征在于,所述控制方法包括:通过水力压裂形成煤岩弱结构体实现采动应力的转移。

4.根据权利要求1所述的一种受采动影响巷道的卸压保护方法,其特征在于,所述煤岩弱结构体参数包括:层位、范围以及弱化程度;

确定所述煤岩弱结构体参数的方法包括:建立数值计算模型,对岩层层位进行弱化,得到弱化岩层;

基于所述弱化岩层,得到弱化岩层范围;

基于所述弱化岩层范围,得到弱化程度。

5.根据权利要求1所述的一种受采动影响巷道的卸压保护方法,其特征在于,计算所述裂缝扩展半径的方法包括:其中,Q表示初始压裂排量,T表示压裂时间,E表示弹性模量,σ表示水压力,H表示缝高,a表示裂缝扩展半径。

6.根据权利要求1所述的一种受采动影响巷道的卸压保护方法,其特征在于,得到所述钻孔间距的方法包括:d=2ka

其中,a表示裂缝扩展半径,k为裂缝叠加系数,d表示钻孔间距。

7.根据权利要求1所述的一种受采动影响巷道的卸压保护方法,其特征在于,得到所述钻孔数量的方法包括:m=l/d

其中,m表示钻孔数量,l表示压裂巷道长度,d表示钻孔间距。

8.根据权利要求1所述的一种受采动影响巷道的卸压保护方法,其特征在于,形成所述煤岩弱结构体的方法包括:在巷道内向顶板、煤层或底板中施工钻孔,对确定的区域实施水力压裂,形成煤岩弱结构体。