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龙图腾网获悉中煤科工开采研究院有限公司;中煤科工(西安)开采工程技术有限公司申请的专利煤层厚硬顶板地面高压旋转喷射卸压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：CN121497340B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-17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：202610037401.7，技术领域涉及：E21C41/18；该发明授权煤层厚硬顶板地面高压旋转喷射卸压方法是由林朋皓;刘勇;冯彦军;赵凯凯;程世忠;尚晓光;丛日超;王鹏;魏斌;李绍鹏;刘慧妮设计研发完成，并于2026-01-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本煤层厚硬顶板地面高压旋转喷射卸压方法在说明书摘要公布了：本发明涉及煤矿开采技术领域，公开了煤层厚硬顶板地面高压旋转喷射卸压方法，包括：利用刚度权重及强度双控指标定量筛选主关键层；建立射流切割半径与顶板厚度约束关系，规划多水平分层及垂向交错的钻孔空间布局；将顶板视为固支梁结构，计算极限跨度以确定切槽轴向间距；基于单位体积破碎能耗原理，反推匹配目标切深的动力学参数；利用偏心喷嘴产生的流体反作用力矩驱动工具，并通过粘性阻尼机制实现转速自适应稳控。本发明通过科学量化设计与井下自平衡控制，实现了对巨厚坚硬顶板的全厚度精准覆盖，消除了卸压盲区，保证了深部硬岩条件下的切槽深度与破岩效率，有效切断了采空区悬顶的应力传递路径。

本发明授权煤层厚硬顶板地面高压旋转喷射卸压方法在权利要求书中公布了：1.煤层厚硬顶板地面高压旋转喷射卸压方法，其特征在于，包括以下步骤： S1，定量判别厚硬顶板关键层位：基于目标区块测井数据及岩石力学实验结果，建立顶板岩石力学地层剖面，计算顶板各岩层的关键层判别系数，结合预设的关键层判别系数阈值与单轴抗压强度阈值，筛选出控制顶板运动的主关键层作为目标卸压层位； S2，设计多水平分层卸压钻孔结构：建立射流有效切割半径与顶板总厚度的几何约束关系，计算覆盖全顶板厚度所需的水平孔层数，并规划各水平段在垂向上的交错布置形态及层间垂直间距； S3，基于固支梁理论确定轴向切槽间距：将目标卸压层位视为两端固支梁结构，利用岩石抗拉强度、单层厚度及上覆岩层均布载荷参数，计算导致岩梁发生拉伸破坏的极限跨度，并将该极限跨度作为射流切槽轴向间距的上限值； S4，确定高压旋转喷射动力学参数：设定高压泵组工作压力及喷嘴出口射流速度以满足破岩强度要求，同时基于单位体积岩石破碎能量积累原理，结合磨料流量与设计目标切槽深度反推喷射工具允许的最大旋转角速度； S5，利用工具结构实现自旋转切割：在水平钻孔内下入设有偏心喷嘴的喷射工具，利用高压流体喷出时产生的切向反作用力矩驱动喷射工具旋转，并通过调节流体参数或阻尼结构控制转速，在井壁周围形成圆盘状切槽； 在步骤S1中，所述关键层判别系数表征了单层岩石抵抗弯曲变形的能力及其在组合岩层中的相对权重； 所述关键层判别系数的数值等于该层岩石的抗弯刚度贡献值与顶板整体累积抗弯刚度之比；其中，抗弯刚度贡献值由该层岩石的弹性模量与该层岩石单层厚度的立方之积确定；顶板整体累积抗弯刚度由顶板各分层岩石的弹性模量与其对应单层厚度的立方之积的累加和确定； 在步骤S1中，筛选出控制顶板运动的主关键层作为目标卸压层位的判定逻辑为： 当且仅当某一岩层的关键层判别系数大于预设的关键层判别系数阈值，且该岩层的单轴抗压强度大于预设的单轴抗压强度阈值时，判定该岩层为主关键层； 在步骤S2中，所述水平孔层数的计算方法为： 获取目标卸压层位的总厚度以及单次高压射流的有效切割半径； 将总厚度除以有效切割半径的二倍与射流有效系数的乘积，对所得结果进行向上取整运算，得到所需的水平孔层数； 当水平孔层数大于1时，相邻两层水平孔轴线在垂直方向上的距离采用均布方式设定； 在步骤S2中，所述交错布置形态的具体规划为： 设定奇数层钻孔与偶数层钻孔在水平方向上存在相对位移，使得上一层钻孔的轴线在水平面上的垂直投影，位于下一层两相邻钻孔之间的水平间隔区域内，形成层间错位的空间分布结构； 在步骤S4中，设定高压泵组工作压力及喷嘴出口射流速度的具体要求包括： 设定高压泵组工作压力大于目标岩层单轴抗压强度的2.5倍； 依据伯努利流体方程，利用高压泵组工作压力、含磨料流体介质的密度以及喷嘴速度系数计算喷嘴出口射流速度； 在步骤S4中，基于单位体积破碎能耗原理确定喷射工具允许的旋转角速度上限，建立旋转角速度ω与目标切深Dtarget之间的反比约束关系模型，旋转角速度ω的计算约束公式为： 其中，为岩石可钻性系数，为高压泵组工作压力的1.5次幂，为喷嘴出口直径的平方，为设计目标切槽深度，为岩石单轴抗压强度，u为混合流体中的磨料质量流量； 在步骤S5中，通过阻尼结构控制转速的力矩平衡机制为： 在喷射工具的旋转部件与静止部件之间设置粘性剪切阻尼腔，利用阻尼介质产生与旋转角速度呈正相关的粘性阻尼力矩； 系统的总阻力矩定义为固有机械摩擦力矩与粘性阻尼力矩之和； 当水力产生的切向反作用力矩与总阻力矩数值相等时，系统达到动态力矩平衡状态，此时的旋转角速度即为稳定工作转速。

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