煤矿井下采煤工作面水力压裂快速过坚硬岩石断层的方法

文档序号:25991800发布日期:2021-07-23 21:03阅读:来源:国知局

技术特征:

1.煤矿井下采煤工作面水力压裂快速过坚硬岩石断层的方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤一:获取煤层(3)中坚硬岩石断层(4)的几何尺寸和力学属性,根据结果确定压裂孔(6)的直径、数量、长度、间距等压裂孔布置参数;

步骤二:根据步骤一中所确定的压裂孔布置参数,在回采巷道(1)内穿过煤层(3)使用钻机向坚硬岩石断层(4)垂直于工作面推进方向开凿一系列压裂孔(6),并在每个压裂孔(6)内设计压裂位置使用特制工具进行切槽处理,切割出径向的适合水力裂纹(5)起裂的人造弱面;

步骤三:使用双封型封孔器在步骤二中所开凿的每个压裂孔(6)内的每个切槽位置进行多段后退式压裂,对坚硬岩石断层(4)进行预裂,辅助割煤机完成对坚硬岩石断层(4)的切割;

步骤四:当坚硬岩石断层(4)局部过于坚硬时,在采煤工作面(7)使用风钻或锚索钻机向坚硬岩石断层(4)沿工作面推进方向开凿一系列压裂孔(6),使用单封型封孔器在每个压裂孔(6)内完成一次压裂,辅助割煤机完成对坚硬岩石断层(4)的切割。

2.根据权利要求1所述的煤矿井下采煤工作面水力压裂快速过坚硬岩石断层的方法,其特征在于,所述步骤二中在回采巷道(1)开凿钻孔时压裂孔(6)成排布置,预设直径为56~96mm,预设间距约10m,预设倾角为5~15°。

3.根据权利要求1所述的煤矿井下采煤工作面水力压裂快速过坚硬岩石断层的方法,其特征在于,所述步骤二中每个压裂孔(6)内的切槽位置间距约3m,相邻压裂孔(6)内切槽位置成间隔布置,空间上沿压裂孔(6)轴线方向间隔约1.5m。

4.根据权利要求1所述的煤矿井下采煤工作面水力压裂快速过坚硬岩石断层的方法,其特征在于,所述步骤三中每次压裂时观察相邻压裂孔(6)的出水情况,当相邻压裂孔(6)大量出水时,停泵,完成该次压裂。

5.根据权利要求1所述的煤矿井下采煤工作面水力压裂快速过坚硬岩石断层的方法,其特征在于,所述步骤四中压裂孔(6)在采煤工作面(7)开凿钻孔时压裂孔(6)成梅花状布置,预设直径约35mm,预设长度约5m,预设间距约5m,靠近采煤工作面(7)底板的压裂孔(6)水平布置,靠近工作面顶板岩层(8)的压裂孔(6)预设倾角为10~35°。

6.据权利要求1所述的煤矿井下采煤工作面水力压裂快速过坚硬岩石断层的方法,其特征在于,所述步骤四中可使用为液压支架提供乳化液的乳化液泵对压裂孔(6)进行单封式水力压裂。

7.据权利要求1所述的煤矿井下采煤工作面水力压裂快速过坚硬岩石断层的方法,其特征在于,所述步骤四中每次压裂时观察相邻压裂孔(6)和坚硬岩石断层(4)的出水情况,当相邻压裂孔(6)或坚硬岩石断层(4)大量出水时,停泵,完成该次压裂。


技术总结
本发明涉及煤矿井下开采技术领域,且公开了煤矿井下采煤工作面水力压裂快速过坚硬岩石断层的方法,包括以下步骤,步骤一:获取煤层中坚硬岩石断层的几何尺寸和力学属性,根据结果确定压裂孔的直径、数量、长度、间距等压裂孔布置参数;步骤二:根据步骤一中所确定的压裂孔布置参数,在回采巷道内开凿一系列压裂孔,并在每个压裂孔内使用特制工具进行切槽处理;步骤三:使用双封型封孔器对压裂孔内的切槽位置进行多段后退式压裂。本发明提出的一种煤矿井下采煤工作面水力压裂快速过坚硬岩石断层的方法能够对煤矿井下采煤工作面坚硬岩石断层进行低成本、高效、安全破碎,辅助割煤机对断层岩体进行快速切割。

技术研发人员:何青源;刘奔奔;郝明;陈二亮;张永军
受保护的技术使用者:中国矿业大学
技术研发日:2021.04.25
技术公布日:2021.07.23
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