（二氧化碳**設備）@堅硬煤層**裝置及方法，主要適用于硬度大、強度高且結構致密的采空區堅硬頂板**。首先向堅硬頂板施工**鉆孔和監測鉆孔至設定深度，將外置定點**裝置的注水管送入兩端采用超耐壓封孔器密封的**鉆孔內。將頻率為6Hz的壓力水經定點**裝置內的出水口與靜態破碎劑均勻混合成漿液，若溫度監測裝置監測到溫度上升時，停止注水；當溫度下降至初始溫度時，開展脈動水力壓裂作業，依靠不同頻率壓力水的“水擊”和“水楔”作用，使巖層作用區域產生累積交變損傷。動態壓裂過程中，實時監測**鉆孔外接電子壓力表的數值波動，若壓力數值大幅降低且監測鉆孔內有水流出，停止壓裂作業。該方法成本低，操作簡單，可有效提高頂板**效率。



1 .二氧化碳**設備堅硬煤層頂板**裝置，其特征在于：它包括伸入**鉆孔內的注水管，注水管上間隔設有多個定點**裝置，注水管的內外兩側分別設有超耐壓封孔器，**鉆孔外部設有動態脈動壓裂裝置和溫度監測裝置；所述的動態脈動壓裂裝置包括電子壓力表、注水軟管、溢流閥、膠管、變頻器、脈動注水泵和貯水箱，電子壓力表安設在注水管連的端口位置，注水軟管一端與注水管外露端相連，另一端通過溢流閥將膠管連接起來，膠管分別連通至貯水箱及脈動注水泵，脈動注水泵通過電纜與變頻器連接；所述的溫度監測裝置包括導線、信號集成器和溫度收集控制臺，導線的一端與**鉆孔內熱電偶引出的導線相連，另一端與信號集成器相連，信號集成器與溫度收集控制臺相連。

2 .根據權利要求1所述的二氧化碳**設備堅硬煤層頂板**裝置，其特征在于：所述的注水軟上設有單向閥門。

3 .根據權利要求1所述的二氧化碳**設備堅硬煤層頂板**裝置，其特征在于：所述的定點**裝置包括帶有縫槽的花管、將花管與注水管連為一體的管箍、花管的中間設裝有靜態破碎劑粉末的紗布袋，紗布袋的外側設有熱電偶的卡盤。

4 .二氧化碳**設備使用權利要求1、2或3所述裝置的堅硬煤層頂板**方法，其特征在于：包括如下步驟：a .利用鉆機分別在堅硬頂板內施工**鉆孔和監測鉆孔至設定深度；b .向**鉆孔內輸送定點**裝置，先將一端封閉的注水管穿過超耐壓封孔器，然后在注水管上間隔距離連通多個定點**裝置一并送入**鉆孔內，分別將多個定點**裝置上的熱電偶用導線沿注水管鉆孔外，在距離**鉆孔3m位置處，利用超耐壓封孔器對**鉆孔進行密封；c .在**鉆孔的孔口設置動態脈動壓裂裝置和溫度監測裝置，記錄定點**裝置中卡盤區域的孔壁溫度為T0；d .啟動脈動注水泵，調節變頻器將頻率為6Hz的壓力水經溢流閥→注水軟管→單向閥門→注水管→定點**裝置，流動到**裝置中裝有靜態破碎劑的紗布袋內，在脈動壓力水的往復沖擊作用下，水與紗布袋內的靜態破碎劑充分混合成漿液，漿液滲流至卡盤與**鉆孔孔壁之間的區域；e .利用溫度收集控制臺記錄漿液反應放熱過程中卡盤區域的放熱孔壁溫度T，若T>T0并持續上升時，關閉脈動注水泵)；f .當T持續降低并趨近于T0時，啟動脈動注水泵，持續脈動注水至電子壓力?淼難沽χ瞪仙螅鶻詒淦燈鰨⑺德試?Hz～20Hz之間交替變化；繼續注水至電子壓力表數值出現大幅度降低，關閉變頻器，保持壓力進行注水，當監測鉆孔流出帶有白色晶粒的水時，耦合**結束。



5 .根據權利要求4所述的二氧化碳**設備堅硬煤層頂板**方法，其特征在于：所述**鉆孔和監測鉆孔相距5-10m。

6 .根據權利要求4所述的二氧化碳**設備堅硬煤層頂板**方法，其特征在于：所述**裝置中紗布袋內的靜態破碎劑粉末中添加有不溶水的惰性白色砂粒，粒徑范圍為40～60目，耐壓強度為50～60MPa。

7 .根據權利要求4所述的二氧化碳**設備堅硬煤層頂板**方法，其特征在于：所述的卡盤內選用的熱電偶型號為K型，靈敏度為0 .5℃，溫度檢測范圍為10～150℃，可承受壓力為5MPa。

二氧化碳**設備堅硬煤層頂板**裝置及方法



技術領域

本發明涉及二氧化碳**設備堅硬煤層頂板**裝置及方法，尤其是二氧化碳**設備適用于硬度大、強度高且結構致密的采空區堅硬頂板**。

背景技術

隨著工作面不斷向前推進，采空區遺留頂板長度及懸頂面積不斷加大，不僅容易造成瓦斯局部積聚，而且會受到上覆巖層及遠地巖層的沖擊礦壓，很容易誘發頂板垮冒事故，因此需要對采空區頂板進行預先**，使其有目的性地垮落下來并堆積在采空區內，減少瓦斯積聚及頂板事故的發生。一般地，直接頂強度較低時依靠巖層自重進行垮落，當頂板巖層強度較大時，通常采用高壓水力壓裂或深孔**強制放頂等方式。然而，傳統放?シ絞醬嬖謐乓歡ǖ娜畢菪裕紓哐顧ρ沽研枰芄惶峁┐罅髁扛哐顧淖⑺璞福ǔＵ飫嗌璞柑寤喲螅苣言誆煽漲鋅構ぷ鰨磽猓宰昕椎拿芊廡砸蠛芨擼苣馴Ｖぷ昕啄誆扛哐顧牧裕磽獾ゴ康母哐顧ρ沽遜椒ú荒芄豢刂譜昕琢嚴兜睦┱狗較潁簧羈妝圃蛐枰畛浯罅康牧倚哉┮菀自謐昕啄誆啃緯山锨康某寤韃ǎ閱誆墾也閽斐山洗蟮撓αθ哦嬖謨輾⒍υ趾Φ陌踩跡醫齠宰昕字芪а業鈉蘋黨潭冉洗螅灰資迪侄ㄏ蟣啤４送猓艏嵊捕グ宀篩弒冉洗笄葉グ逶け品段諼薹植閬窒笫保城恐品哦シ絞獎品較蚩煽匭越喜睢Ｒ虼耍攵隕鮮齟嬖詰奈侍猓叫瓚躉急粕璞感灤桶駁畝グ灞譜爸眉胺椒ǎ喚瞿芄桓咝嗜躉嵊捕グ逖也闈慷齲夷芄槐Ｖぴ黽友也閆撲槎齲樂緯寤韉匱溝某魷幀５盩持續降低并趨近于T0時，啟動脈動注水泵12，持續脈動注水至電子壓力表7 的壓力值上升后，調節變頻器11，注水頻率在6Hz～20Hz之間交替變化；持續注水至電子壓 力表7數值出現大幅度降低，關閉變頻器11，保持壓力進行注水，當監測鉆孔2流出帶有白色 晶粒的水時，耦合**結束。