一种水力压裂和爆破共空间的矿岩预处理方法与流程

本发明涉及采矿，尤其涉及一种水力压裂和爆破共空间的矿岩预处理方法。

背景技术：

1、自然崩落采矿法由于具有成本低，产能大和安全性好等特点，在国内外金属矿体的开采领域中被广泛应用。在矿体开采中，自然崩落采矿法的充分运用其关键在于矿体可崩性，采用矿岩预处理技术能够改善矿体可崩性。目前，矿岩预处理技术通常是水力压裂预处理、深孔爆破预处理和co2气体致裂预处理的一种或者多种技术组合使用。仅仅使用一种矿岩预处理技术，预处理的范围和效果有限；当几种矿岩预处理技术组合使用时，多数情况下是在不同的时间的空间内使用，需要部署施工人员开凿大量孔洞，施工人员的工作强度显著增高，导致在矿岩预处理作业中的辅助工程量增大；尤其是遇到矿岩稳定性好、可崩性差的矿山时，矿岩预处理的难度高，在矿岩预处理的工序上较为繁琐，而后的矿岩预处理效果也因无法叠加而受限。申请号为cn201810890500.5，专利名称为“矿岩的预处理方法”，其公开了一种矿岩的预处理方法，所述方法通过在预裂孔内壁先形成导向槽，再通过高压致裂液进行压裂，只靠水力压裂单种手段，预处理效果有限。申请号为cn201810281463.8，专利名称为“一种小井眼爆炸造缝辅助水力压裂方法”，其公开了一种小井眼爆炸造缝辅助水力压裂方法，该方法需要先施工竖直井眼再施工水平井眼，工艺步骤较复杂；先使用炸药爆破，然后再进行射孔和压裂，炸药爆破会对井眼壁造成严重损伤，导致无法进行下一步射孔，进而无法达到改造目的。

2、因此，如何优化现有的矿岩预处理方法以解决预处理辅助工程量大，预处理工序繁琐和效果不佳等难题，这成为当前十分紧迫的任务。

技术实现思路

1、本发明所要解决的主要技术问题是提供一种水力压裂和爆破共空间的矿岩预处理方法，可以减少预处理辅助工程量，简化预处理工序步骤，进一步提高预处理效果。

2、为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种水力压裂和爆破共空间的矿岩预处理方法，包括如下依序步骤：

3、(1)施工压裂钻孔：根据现场矿岩实际情况施工开凿用于压裂的钻孔；

4、(2)安装压裂设备：在所述钻孔中安装用于水力压裂的压裂设备；

5、(3)分段进行压裂：将所述钻孔的孔洞深度划分为至少两个分段，所述压裂设备根据分段对所述钻孔进行水力压裂作业；

6、(4)装药预备爆破：将所述压裂设备移出所述钻孔；而后在所述钻孔内部放置用于爆破的炸药组件；

7、(5)孔内进行爆破：起爆所述钻孔中的炸药组件。

8、在一较佳实施例中：所述压裂设备包括压裂管，压裂液和封隔器；所述压裂管用于输送所述压裂液至所述钻孔内；所述封隔器配合所述钻孔壁面围合形成一个用于水力压裂的封闭空间；所述压裂管设有出液口，所述压裂液通过所述出液口从所述压裂管内释放，进入到所述封隔器形成的封闭区域内，所述压裂液浸入至矿岩，以使矿岩产生第一压裂裂缝。

9、在一较佳实施例中：所述封隔器和出液口设于所述压裂管靠近所述钻孔底面的一端部；所述压裂管至少包括一个所述出液口。

10、在一较佳实施例中：所述炸药组件包括：炸药，雷管和导爆管；所述炸药安放于所述钻孔内，所述雷管在所述钻孔内等距间隔布置，所述导爆管串联起所述雷管。

11、在一较佳实施例中：在所述压裂液中添加用于防止所述第一压裂裂缝闭合的支撑剂。

12、在一较佳实施例中：在所述钻孔内安放炸药组件后，填塞所述钻孔的孔口，以减弱爆破作业对孔外的冲击力影响。

13、相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：

14、1.本发明提供了一种水力压裂和爆破共空间的矿岩预处理方法，同一钻孔可先后为水力压裂和爆破两种技术操作提供施工作业的空间，减免了施工人员需要钻凿大量的孔洞，降低施工人员的作业量和工作强度，进一步减少矿岩预处理辅助工程量。

15、2.本发明提供了一种水力压裂和爆破共空间的矿岩预处理方法，结合了水力压裂和爆破两种技术效果，简化了矿岩预处理的工序步骤；在水力压裂所产生的第一压裂裂缝之后，安排孔内爆破，使得第一压裂裂缝延伸扩裂产生第二压裂裂缝，同时在第一压裂裂缝之间的区域产生第三压裂裂缝，矿岩的预处理效果显著提高。

技术特征：

1.一种水力压裂和爆破共空间的矿岩预处理方法，其特征在于，包括如下依序步骤：

2.根据权利要求1所述的一种水力压裂和爆破共空间的矿岩预处理方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，所述压裂设备包括压裂管，压裂液和封隔器；所述压裂管用于输送所述压裂液至所述钻孔内；所述封隔器配合所述钻孔壁面围合形成一个用于水力压裂的封闭空间；所述压裂管设有出液口，所述压裂液通过所述出液口从所述压裂管内释放，进入到所述封隔器形成的封闭区域内，所述压裂液浸入至矿岩，以使矿岩产生第一压裂裂缝。

3.根据权利要求2所述的一种水力压裂和爆破共空间的矿岩预处理方法，其特征在于，所述封隔器和出液口设于所述压裂管靠近所述钻孔底面的一端部；所述压裂管至少包括一个所述出液口。

4.根据权利要求1所述的一种水力压裂和爆破共空间的矿岩预处理方法，其特征在于，在所述步骤(5)中，所述炸药组件包括：炸药，雷管和导爆管；所述炸药安放于所述钻孔内，所述雷管在所述钻孔内等距间隔布置，所述导爆管串联起所述雷管。

5.根据权利要求1所述的一种水力压裂和爆破共空间的矿岩预处理方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，在所述压裂液中添加用于防止所述第一压裂裂缝闭合的支撑剂。

6.根据权利要求1所述的一种水力压裂和爆破共空间的矿岩预处理方法，其特征在于，在所述步骤(4)中，在所述钻孔内安放炸药组件后，填塞所述钻孔的孔口，以减弱爆破作业对孔外的冲击力影响。

技术总结
本发明提供了一种水力压裂和爆破共空间的矿岩预处理方法，包括如下依序步骤：(1)施工压裂钻孔：根据现场矿岩实际情况施工开凿用于压裂的钻孔；(2)安装压裂设备：在所述钻孔中安装用于水力压裂的压裂设备；(3)分段进行压裂：将所述钻孔的孔洞深度划分为至少两个分段，所述压裂设备根据分段对所述钻孔进行水力压裂作业；(4)装药预备爆破：将所述压裂设备移出所述钻孔；而后在所述钻孔内部放置用于爆破的炸药组件；(5)孔内进行爆破：起爆所述钻孔中的炸药组件。本发明优化传统矿岩预处理方法的结构和工序，结合水力压裂和爆破两种技术的压裂效果，有效解决矿岩预处理辅助工程量大、工序繁琐和效果不佳的难题。

技术研发人员：宋贤良,黄明发,黄敏,王晨鸿,刘龙琼
受保护的技术使用者：紫金（长沙）工程技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17