基于煤矿坚硬厚煤层的放顶煤预裂断面、预裂装置和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110644995A(43)申请公布日2020.01.03(21)申请号201911025566.9(22)申请日2019.10.25(71)申请人山东东山古城煤矿有限公司地址272000山东省济宁市兖州区新兖镇古城村(72)发明人王桂利张欣荣郑晓晨李宗凯赵猛刘文东张洪玉刘鹏(74)专利代理机构北京中济纬天专利代理有限公司11429代理人宋震(51)Int.Cl.E21C41/18(2006.01)E21B43/26(2006.01)E21C25/60(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称基于煤矿坚硬厚煤层的放顶煤预裂断面、预裂装置和方法(57)摘要本发明涉及煤矿坚硬厚煤层施工领域，特别涉及放顶煤预裂断面、预裂装置和方法，尤其是基于煤矿坚硬厚煤层的放顶煤预裂断面、预裂装置和方法，所述预裂断面，包含有呈分枝孔分布并且设置在煤层中的预裂孔组，所述预裂孔组包含若干个预裂孔；所述预裂装置，包含有液压支架、输送机、钻机和水流切割刀，在采掘区的顶层上设置有所述液压支架，在采掘区中设置有所述输送机，所述钻机设置在所述输送机上，所述水流切割刀安装设置在所述钻机上。采用乳化液钻机打眼，通水钻杆，链接高压水泵，利用高压水流切割煤层的工艺，处理后坚硬煤层被切割成层状，达到易破碎的要求，能够在井下实现煤体破碎，有效地提高了顶煤放出率及煤炭回收率。CN110644995ACN110644995A权利要求书1/2页1.一种基于煤矿坚硬厚煤层的放顶煤预裂断面，其特征在于：包含有呈分枝孔分布并且设置在煤层(1)中的预裂孔组，所述预裂孔组包含若干个预裂孔(4)。2.根据权利要求1所述的一种基于煤矿坚硬厚煤层的放顶煤预裂断面，其特征在于：按照在煤层(1)中形成预置的开裂断面的方式集成预裂孔组的分枝孔。3.根据权利要求1所述的一种基于煤矿坚硬厚煤层的放顶煤预裂断面，其特征在于：预裂孔(4)设置在位于与采空区(2)相对应的煤层(1)中，预裂孔(4)设置为从采掘区(5)延伸到煤层顶板(3)。4.根据权利要求3所述的一种基于煤矿坚硬厚煤层的放顶煤预裂断面，其特征在于：预裂孔(4)的中心线与煤层(1)的竖向垂直线之间的夹角α设置为8-17°并且预裂孔(4)设置为沿煤层(1)的竖向垂直平面间隔排列分布。5.根据权利要求4所述的一种基于煤矿坚硬厚煤层的放顶煤预裂断面，其特征在于：预裂孔(4)设置为包含有孔体(40)、第一横缝隙体(41)、第二横缝隙体(42)、第三横缝隙体(43)、第四横缝隙体(44)、第五横缝隙体(45)和第六横缝隙体(46)并且孔体(40)分别设置为与第一横缝隙体(41)、第二横缝隙体(42)、第三横缝隙体(43)、第四横缝隙体(44)、第五横缝隙体(45)和第六横缝隙体(46)连通，第一横缝隙体(41)、第二横缝隙体(42)、第三横缝隙体(43)、第四横缝隙体(44)、第五横缝隙体(45)和第六横缝隙体(46)设置在孔体(40)的侧面部并且第一横缝隙体(41)、第二横缝隙体(42)、第三横缝隙体(43)、第四横缝隙体(44)、第五横缝隙体(45)和第六横缝隙体(46)设置为沿孔体(40)的中心线间隔排列分布，孔体(40)设置为圆形孔状体并且第一横缝隙体(41)、第二横缝隙体(42)、第三横缝隙体(43)、第四横缝隙体(44)、第五横缝隙体(45)和第六横缝隙体(46)分别设置为缝状体。6.一种基于煤矿坚硬厚煤层的放顶煤预裂断面的预裂装置，其特征在于：包含有液压支架(6)、输送机(7)、钻机(8)和水流切割刀(9)，在采掘区(5)的顶层上设置有所述液压支架(6)，在采掘区(5)中设置有所述输送机(7)，所述钻机(8)设置在所述输送机(7)上，所述水流切割刀(9)安装设置在所述钻机(8)上。7.根据权利要求6所述的一种基于煤矿坚硬厚煤层的放顶煤预裂断面的预裂装置，其特征在于：所述液压支架(6)设置为超前支护液压支架，所述液压支架(6)设置在采掘区(5)中；或，所述输送机(7)设置为刮板输送机，且所述输送机(7)设置在采掘区(5)和采空区(2)之间延伸运行，所述输送机(7)与所述钻机(8)连接；或，所述钻机(8)设置为乳化液钻机，且所述钻机(8)的底座与所述输送机(7)连接；或，在所述水流切割刀(9)的杆部(91)的上端头的侧面部设置有喷水孔体(92)，且在所述杆部(91)的上端头设置有刃口，在杆部(91)中设置有通道孔并且杆部(91)的通道孔设置为与喷水孔体(92)连通，所述杆部(91)设置为具有盲孔的棒状体，且喷水孔体(92)设置为扁孔体。8.根据权利要求6所述的一种基于煤矿坚硬厚煤层的放顶煤预裂断面的预裂装置，其特征在于：所述液压支架(6)与所述钻机