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龙图腾网获悉华亭煤业集团有限责任公司;中国矿业大学申请的专利一种放顶煤工作面端头悬空顶煤的水力割缝高效垮落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：CN117211791B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-02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：202311407922.X，技术领域涉及：E21C45/04；该发明授权一种放顶煤工作面端头悬空顶煤的水力割缝高效垮落方法是由张玮;董昊福;刘应科;杨腾锐;付慧见;刘扬;李建国;傅琦设计研发完成，并于2023-10-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种放顶煤工作面端头悬空顶煤的水力割缝高效垮落方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种放顶煤工作面端头悬空顶煤的水力割缝高效垮落方法，利用水力割缝对综放工作面端头顶煤进行弱化以实现精准控制放顶煤工作面端头悬空顶煤的最大悬空长度，先根据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进行建模和数值模拟，获得能够满足顶煤最大悬空长度符合目标要求的优选水力割缝弱化顶煤技术参数后在矿井目标综放工作面现场进行水力割缝作业。本发明安全可靠、成本可控制且弱化效果好，能够在实现有效弱化顶煤力学强度并控制顶煤最大悬空长度的前提下实现精准控制，特别适用于放顶煤工作面端头悬空顶煤的弱化垮落处理。

本发明授权一种放顶煤工作面端头悬空顶煤的水力割缝高效垮落方法在权利要求书中公布了：1.一种放顶煤工作面端头悬空顶煤的水力割缝高效垮落方法，其特征在于，利用水力割缝对综放工作面端头顶煤进行弱化以实现精准控制放顶煤工作面端头悬空顶煤的最大悬空长度，具体包括以下步骤： Step1，获取矿井资料数据，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； Step2，根据Step1的数据构建目标综放工作面回采煤岩层的受载破坏数学模型、并进行目标综放工作面回采过程的数值模拟，获得目标综放工作面及巷道应力分布、变形特征及顶板与顶煤周期垮落数据，利用矿井现场的顶板与顶煤周期断裂垮落数据、煤层采动应力数据、巷道围岩变形离层数据对该数值模拟结果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；在仿真模型中的工作面端头顶煤进行模拟水力割缝，获得能够满足顶煤最大悬空长度符合目标要求的优选水力割缝弱化顶煤技术参数； 计算顶煤最大悬空长度时，悬空顶煤远端弯矩最大值Mm为： 式中：L3为顶煤沿前后方向上的悬空长度尺寸，q1为悬空顶煤受到的直接顶传递的载荷密度，q2为悬空顶煤自身重力所产生的载荷密度； 悬空顶煤所受到的最大拉应力σm为： 式中：H1为巷道上方顶煤的厚度尺寸； 顶煤的抗拉强度σt为： 式中：kc为煤体中的裂隙度系数、取值范围为0.3～0.9，σc为顶煤抗压强度； 当σm达到顶煤的抗拉强度σt时顶煤发生断裂失稳，求解得出顶煤沿前后方向上的悬空长度尺寸L3的最大值； 水力割缝7的数量、宽度尺寸与深度尺寸满足 L4cosθ1＜L3 nLRcosθ1+L3tanθ1＜H1 式中：L3为顶煤沿前后方向上的悬空长度尺寸、L4为水力割缝沿前后方向上的深度尺寸、θ1为钻机仰角、LR为水力割缝的宽度尺寸，n为水力割缝的数量、H1为巷道上方顶煤的厚度尺寸； Step3，依据Step2获得的优选水力割缝弱化顶煤技术参数在矿井目标综放工作面现场向端头后方悬空顶煤中倾斜施工钻孔，并利用经钻杆5端部的射流喷嘴喷出、沿钻杆5径向喷射的高压水射流冲击破碎煤体，通过钻杆5的回退移动，在悬空顶煤中形成水力割缝7，完成一次水力割缝作业；依次类推，完成端头后方悬空顶煤中所有水力割缝7的水力割缝作业； Step4，随着工作面的持续向前步进推进以及后方弱化后的顶煤断裂垮落，根据矿井目标综放工作面现场的实时监测数据持续对数值模拟模型与仿真模型进行验证与优化、并修正关键参数，在后方弱化后的顶煤断裂垮落后的矿井目标综放工作面现场再次进行水力割缝作业。

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