本发明属于煤矿安全开采方法，具体涉及冲击地压矿井煤层分叉区顶板结构改造方法。
背景技术：
1、随着煤炭开采不断向深部发展，冲击地压逐步成为制约中深部矿井高产高效生产的主要灾害之一。同样，煤层的地质特征对于矿井的作业和安全有着至关重要的影响。其中，煤层分叉现象是一种常见而又具有特殊意义的地质情况。煤层分叉，意味着原本单一的煤层在一定区域内开始分裂成多个分支。这种现象的出现有着复杂的地质成因，可能与地质构造运动、沉积环境变化等多种因素相关。在开采过程中，对于各分叉煤层之间的连接部位和过渡区域，易于形成煤岩体优势破坏面，即为地质弱面，为上下分叉煤层间三角楔入夹矸的活化提供滑移路径，导致回采分叉区时下位直接顶垮落步距迅速降低，为工作面基本顶坚硬岩层和上位直接顶提供了应变空间，悬露面积逐渐增大，对工作面前方煤体产生压挤夹持作用增强，工作面冲击危险性增强。同时，煤层分叉线附近伴随有断层构造，导致地质弱面在采掘扰动影响下易产生滑移错动，引发构造面两侧岩体出现相对张剪活化，易诱发结构失稳型冲击地压。
2、为了更好地降低煤层分叉区附近地质弱面可能产生的致灾风险，基于地质勘查和分析，准确掌握煤层分叉的形态、分布和特征，加强对煤层分叉区的顶板监测和支护。针对监测异常的煤层分叉区利用井下顶板定向水力压裂工艺，提出冲击地压矿井煤层分叉区顶板结构改造方法，既可以降低工作面回采期间冲击风险，也可以人工改造顶板岩性，避免因地质弱面产生的结构失稳，对工作面安全高效生产具有重要的意义。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供冲击地压矿井煤层分叉区顶板结构改造方法，解决了因地质弱面产生的结构失稳问题。
2、本发明所采用的技术方案是：冲击地压矿井煤层分叉区顶板结构改造方法，包括以下步骤：
3、步骤1，研判煤层分叉区冲击风险，不可控时进入步骤2；
4、步骤2，确定煤岩体优势破坏面；
5、步骤3，根据煤层分叉区冲击风险得到煤岩体优势破坏面影响范围lp，进而确定顶板结构改造区域长度l，l＝lp+2x，x为过度范围；
6、步骤4，预估工作面顶板垮落带高度h1，再根据煤岩体优势破坏面在顶板结构改造区域内最大高度h2确定顶板结构改造区域高度h＝h2-h1；
7、步骤5，测试顶板水力压裂钻孔压裂半径r；
8、步骤6，确定顶板定向水力压裂的压力p，保障顶板结构改造区域高度h＝2r；
9、步骤7，确定定向压裂钻场布置巷道；
10、步骤8，将顶板结构改造区域岩层压裂成连续性介质，注浆充填预裂裂隙和原生裂隙。
11、本发明的特点还在于，
12、步骤2具体为：冲击地压工作面按照煤层分叉揭露情况设计顶板取芯孔，结合矿井钻孔综合柱状综合判定煤层分叉区形态，研判出上下分叉煤层间活化结构岩层展布，确定煤岩体优势破坏面。
13、步骤3中顶板结构改造区域长度l为沿工作面走向方向上的长度，若分叉线走向平行于工作面倾向布置，则顶板结构改造区域水平上呈矩形；若分叉线走向斜交于工作面倾向布置，则顶板结构改造区域水平上呈平行四边形。
14、步骤4中结合顶板岩层结构，按照工作面采高m，以煤层顶板为基准点，预估工作面顶板垮落带高度h1，h1＝f(m)。
15、步骤5具体为：进行顶板岩层压裂测试，测试顶板水力压裂钻孔压裂半径r＝f(p)。
16、步骤7具体为：顶板定向水力压裂压裂段平行于分叉线走向布置，横向对比定向水力压裂水平钻进能力la与分叉线走向长度lf，确定定向压裂钻场布置在第n个工作面实体煤巷道，n＝int(la/lf)。
17、本发明的有益效果是：本发明的冲击地压矿井煤层分叉区顶板结构改造方法，调整特殊区域防治思路，工作面采掘期间过分叉线区域处于稳定低应力状态，特别是回采期间更有利于控制工作面来压情况，保障采掘期间人员的人身安全，既可以降低顶板岩层导致的冲击风险，也可以形成具有一定强度的连续性介质，对工作面安全高效生产具有重要的意义。
1.冲击地压矿井煤层分叉区顶板结构改造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的冲击地压矿井煤层分叉区顶板结构改造方法，其特征在于，所述步骤2具体为：冲击地压工作面按照煤层分叉揭露情况设计顶板取芯孔，结合矿井钻孔综合柱状综合判定煤层分叉区形态，研判出上下分叉煤层间活化结构岩层展布，确定煤岩体优势破坏面。
3.如权利要求1所述的冲击地压矿井煤层分叉区顶板结构改造方法，其特征在于，所述步骤3中顶板结构改造区域长度l为沿工作面走向方向上的长度，若分叉线走向平行于工作面倾向布置，则顶板结构改造区域水平上呈矩形；若分叉线走向斜交于工作面倾向布置，则顶板结构改造区域水平上呈平行四边形。
4.如权利要求1所述的冲击地压矿井煤层分叉区顶板结构改造方法，其特征在于，所述步骤4中结合顶板岩层结构，按照工作面采高m，以煤层顶板为基准点，预估工作面顶板垮落带高度h1，h1＝f(m)。
5.如权利要求1所述的冲击地压矿井煤层分叉区顶板结构改造方法，其特征在于，所述步骤5具体为：进行顶板岩层压裂测试，测试顶板水力压裂钻孔压裂半径r＝f(p)。
6.如权利要求1所述的冲击地压矿井煤层分叉区顶板结构改造方法，其特征在于，所述步骤7具体为：顶板定向水力压裂压裂段平行于分叉线走向布置，横向对比定向水力压裂水平钻进能力la与分叉线走向长度lf，确定定向压裂钻场布置在第n个工作面实体煤巷道，n＝int(la/lf)。
