（二氧化碳**設(shè)備）@堅硬煤層**裝置及方法，主要適用于硬度大、強(qiáng)度高且結(jié)構(gòu)致密的采空區(qū)堅硬頂板**。首先向堅硬頂板施工**鉆孔和監(jiān)測鉆孔至設(shè)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(nèi)。將頻率為6Hz的壓力水經(jīng)定點**裝置內(nèi)的出水口與靜態(tài)破碎劑均勻混合成漿液，若溫度監(jiān)測裝置監(jiān)測到溫度上升時，停止注水；當(dāng)溫度下降至初始溫度時，開展脈動水力壓裂作業(yè)，依靠不同頻率壓力水的“水擊”和“水楔”作用，使巖層作用區(qū)域產(chǎn)生累積交變損傷。動態(tài)壓裂過程中，實時監(jiān)測**鉆孔外接電子壓力表的數(shù)值波動，若壓力數(shù)值大幅降低且監(jiān)測鉆孔內(nèi)有水流出，停止壓裂作業(yè)。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(shè)備堅硬煤層頂板**裝置，其特征在于：它包括伸入**鉆孔內(nèi)的注水管，注水管上間隔設(shè)有多個定點**裝置，注水管的內(nèi)外兩側(cè)分別設(shè)有超耐壓封孔器，**鉆孔外部設(shè)有動態(tài)脈動壓裂裝置和溫度監(jiān)測裝置；所述的動態(tài)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(shè)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(jiān)測裝置包括導(dǎo)線、信號集成器和溫度收集控制臺，導(dǎo)線的一端與**鉆孔內(nèi)熱電偶引出的導(dǎo)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(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳**設(shè)備堅硬煤層頂板**裝置，其特征在于：所述的注水軟上設(shè)有單向閥門。

3 .根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳**設(shè)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(shè)裝有靜態(tài)破碎劑粉末的紗布袋，紗布袋的外側(cè)設(shè)有熱電偶的卡盤。

4 .二氧化碳**設(shè)備使用權(quán)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(jī)分別在堅硬頂板內(nèi)施工**鉆孔和監(jiān)測鉆孔至設(shè)定深度；b .向**鉆孔內(nèi)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(nèi)，分別將多個定點**裝置上的熱電偶用導(dǎo)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(jìn)行密封；c .在**鉆孔的孔口設(shè)置動態(tài)脈動壓裂裝置和溫度監(jiān)測裝置，記錄定點**裝置中卡盤區(qū)域的孔壁溫度為T0；d .啟動脈動注水泵，調(diào)節(jié)變頻器將頻率為6Hz的壓力水經(jīng)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(tài)破碎劑的紗布袋內(nèi)，在脈動壓力水的往復(fù)沖擊作用下，水與紗布袋內(nèi)的靜態(tài)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(qū)域；e .利用溫度收集控制臺記錄漿液反應(yīng)放熱過程中卡盤區(qū)域的放熱孔壁溫度T，若T>T0并持續(xù)上升時，關(guān)閉脈動注水泵)；f .當(dāng)T持續(xù)降低并趨近于T0時，啟動脈動注水泵，持續(xù)脈動注水至電子壓力?淼難沽χ瞪仙?，碟X詒淦燈鰨⑺德試?Hz～20Hz之間交替變化；繼續(xù)注水至電子壓力表數(shù)值出現(xiàn)大幅度降低，關(guān)閉變頻器，保持壓力進(jìn)行注水，當(dāng)監(jiān)測鉆孔流出帶有白色晶粒的水時，耦合**結(jié)束。



5 .根據(jù)權(quán)利要求4所述的二氧化碳**設(shè)備堅硬煤層頂板**方法，其特征在于：所述**鉆孔和監(jiān)測鉆孔相距5-10m。

6 .根據(jù)權(quán)利要求4所述的二氧化碳**設(shè)備堅硬煤層頂板**方法，其特征在于：所述**裝置中紗布袋內(nèi)的靜態(tài)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(qiáng)度為50～60MPa。

7 .根據(jù)權(quán)利要求4所述的二氧化碳**設(shè)備堅硬煤層頂板**方法，其特征在于：所述的卡盤內(nèi)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(shè)備堅硬煤層頂板**裝置及方法



技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及二氧化碳**設(shè)備堅硬煤層頂板**裝置及方法，尤其是二氧化碳**設(shè)備適用于硬度大、強(qiáng)度高且結(jié)構(gòu)致密的采空區(qū)堅硬頂板**。

背景技術(shù)

隨著工作面不斷向前推進(jìn)，采空區(qū)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(yuǎn)地巖層的沖擊礦壓，很容易誘發(fā)頂板垮冒事故，因此需要對采空區(qū)頂板進(jìn)行預(yù)先**，使其有目的性地垮落下來并堆積在采空區(qū)內(nèi)，減少瓦斯積聚及頂板事故的發(fā)生。一般地，直接頂強(qiáng)度較低時依靠巖層自重進(jìn)行垮落，當(dāng)頂板巖層強(qiáng)度較大時，通常采用高壓水力壓裂或深孔**強(qiáng)制放頂?shù)确绞?。然而，傳統(tǒng)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?，通常诊勦设备体积艈洋，很难哉E煽漲鋅構(gòu)ぷ鰨磽?，对钻孔的密窂T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(yán)兜睦┱狗較潁簧羈妝圃蛐枰畛浯罅康牧倚哉┮?，容易灾k昕啄誆啃緯山锨康某寤韃?，堕喺E墾也閽斐山洗蟮撓αθ哦嬖謨輾⒍υ趾Φ陌踩跡醫(yī)齠宰昕字芪а業(yè)鈉蘋黨潭冉洗?，不屹Y迪侄ㄏ蟣?。此外，若坚硬顶板埠Y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?，针峨E鮮齟嬖詰奈侍?，亟协扊衍O急粕璞感灤桶駁畝グ灞譜爸眉胺椒?，矄决能够高效率溶O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(xù)降低并趨近于T0時，啟動脈動注水泵12，持續(xù)脈動注水至電子壓力表7 的壓力值上升后，調(diào)節(jié)變頻器11，注水頻率在6Hz～20Hz之間交替變化；持續(xù)注水至電子壓 力表7數(shù)值出現(xiàn)大幅度降低，關(guān)閉變頻器11，保持壓力進(jìn)行注水，當(dāng)監(jiān)測鉆孔2流出帶有白色 晶粒的水時，耦合**結(jié)束。