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龙图腾网获悉中国矿业大学;深地科学与工程云龙湖实验室;江苏师范大学申请的专利一种孤岛工作面巷道防冲方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119373506B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-28发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411360037.5，技术领域涉及：E21C41/18；该发明授权一种孤岛工作面巷道防冲方法是由李翔;钮月;高峰;高祥和;王佳丽;张宁;白云;吴宏峰;龙昭熹;程睿熙设计研发完成，并于2024-09-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种孤岛工作面巷道防冲方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种孤岛工作面巷道防冲方法，采取在孤岛工作面巷道顶板中进行多层水力割缝、并在邻近孤岛工作面巷道的煤柱中进行水力造穴的联合防冲方案，利用水力割缝增大巷道坚硬顶板的破碎程度，降低顶板强度使应力向深部岩石转移，同时增大远场动载传播时的能量耗散；利用水力造穴弱化巷道附近煤柱力学强度、使煤柱顶板沉降，降低巷道附近顶板因采空区悬顶而积聚的弹性能、使应力向采空区侧煤柱转移，阻滞顶板破断产生的动载透过煤柱向巷道传播。本发明可实现在动载与静载两个方面共同降低可诱发冲击矿压灾害的能量、降低孤岛工作面巷道围岩载荷值并低于诱冲临界值，可显著降低孤岛工作面巷道发生冲击矿压灾害的可能性、大幅提高防冲效果。

本发明授权一种孤岛工作面巷道防冲方法在权利要求书中公布了：1.一种孤岛工作面巷道防冲方法，其特征在于，采取在孤岛工作面巷道顶板中进行多层水力割缝、并在邻近孤岛工作面巷道的煤柱中进行水力造穴的联合防冲方案，具体包括以下步骤： Step1，获取矿井资料数据、并进行现场取样，制备标准试样进行实验，获取目标综放工作面煤层及其采空区的煤体和围岩的基础力学参数数据、内部孔隙率数据、裂隙分布数据以及最优水力破岩技术参数； Step2，基于Step1的矿井资料数据，构建相邻工作面采空区-煤柱-巷道-本工作面待采煤层结构的受载变形有限元模型、并进行目标工作面回采过程的数值模拟，利用矿井生产时顶板与顶煤周期断裂垮落数据、煤层采动应力数据、巷道围岩变形离层矿井资料数据对该受载变形有限元模型进行验证与参数优化，形成符合矿井现场实际生产条件与监测数据的仿真模型，并基于仿真模型进行后续开采计划的工作面回采数值模拟，计算得到静载高、应力集中系数大的巷道区域和相邻采空区的顶板破断区域，识别其中具有冲击矿压危险的巷道危险区域； Step3，根据Step2获得的巷道危险区域坐标以及现场微震监测获得的远场动载源坐标，设定能够满足巷道防冲要求的水力割缝及造穴联合弱化防冲条件； 水力造穴的直径尺寸、深度尺寸和分布满足如下条件： 式中：L,L分别为空穴前端面深度和后端面深度；L为水力破岩半径；h为钻机的高度尺寸；H为煤层厚度；θ为进行水力造穴时的钻杆仰角；p为射流压力；R为喷嘴半径；为顶板内摩擦角；τ为顶板岩石抗剪强度；c为顶板岩石粘聚力； 水力割缝的割缝数量、割缝直径尺寸和深度尺寸满足如下条件： GF1:LD1sinθ2-LRcosθ2＞H1 式中：GF1为第一层水力割缝；GFn为最后一层水力割缝；LD1为进行第一层水力割缝时的钻杆深度；LDn为进行最后一层水力割缝时的钻杆深度；θ2为进行水力割缝时的钻杆仰角；LR为水力破岩半径；H1为煤层厚度；H2为顶板厚度；m为煤柱宽度； 煤柱弱化后，直接顶沉降高度为ΔH时，割缝区域的顶板压力满足如下条件： F＝-64E3LDncosθH33ΔH+4qLR47LR3 式中：F为割缝区域的顶板压力；E3为直接顶弹性模量；H3为直接顶高度；ΔH为直接顶沉降高度；q为直接顶对煤柱的压力； 经水力割缝造穴联合作业后，动载应力波在遇到空穴和割缝后的入射波和透射波的能量满足如下条件： 式中：WI、WT分别表示动载入射波、透射波的总能量；K为应力波穿越空穴后的衰减率；分别表示入射侧纵波和横波的能量；分别表示透射侧纵波和横波的能量；A为单元测点的面积；x1为靠近震源侧与震源之间的距离；x2为远离震源侧与震源之间的距离；ρ为割缝区域岩石密度；cP为纵波波速；cs为横波波速；σ1和τ1分别为入射面的法相应力和切向应力；σ2和τ2分别为透射面的法相应力和切向应力； Step4，基于Step2的仿真模型以及Step3的水力割缝及造穴联合弱化防冲条件，首先在仿真模型中针对巷道危险区域的巷道顶板进行模拟水力割缝形成多层缝槽、针对邻近巷道危险区域的煤柱进行模拟水力造穴形成空穴，然后在远场动载源位置模拟顶板破断产生的动载、同时进行后续开采计划的工作面回采数值模拟，获得能够削弱动载并降低静载的优选水力割缝造穴联合防冲技术参数； Step5，依据Step4获得的优选水力割缝造穴联合防冲技术参数，在矿井目标工作面巷道内布置钻机，分别向巷道危险区域的巷道顶板和邻近巷道危险区域的煤柱施工钻孔，并利用经钻杆端部的射流喷嘴喷出、沿钻杆径向喷射的高压水射流冲击破碎顶板岩石和煤体，通过钻杆的旋转与回退，在巷道危险区域的巷道顶板内形成多层缝槽、在邻近巷道危险区域的煤柱内形成柱形的空穴，依次类推，完成所有多层缝槽和空穴的开设； Step6，根据现场监测目标区域巷道围岩的区域性和实时性监测结果，判断水力割缝及造穴前后目标巷道围岩的冲击矿压危险性，对水力割缝及造穴的防冲效果进行评估与验证，针对防冲效果未满足Step3水力割缝及造穴联合弱化防冲条件的区域，重复Step4、对Step4中获得的优选水力割缝造穴联合防冲技术参数进行调整，依据调整优化后的优选水力割缝造穴联合防冲技术参数再次进行Step5的水力造穴施工作业，直至防冲效果满足Step3水力割缝及造穴联合弱化防冲条件。

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