[發(fā)明專利]煤礦巷道卸壓水力壓裂方法及裝置有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201210096577.8 | 申請(qǐng)日: | 2012-04-01 |
| 公開(公告)號(hào): | CN102852522A | 公開(公告)日: | 2013-01-02 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 康紅普;馮彥軍;吳擁政 | 申請(qǐng)(專利權(quán))人: | 天地科技股份有限公司 |
| 主分類號(hào): | E21C37/12 | 分類號(hào): | E21C37/12 |
| 代理公司: | 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002 | 代理人: | 韓國(guó)勝;王瑩 |
| 地址: | 100013 北*** | 國(guó)省代碼: | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書: | 查看更多 | 說(shuō)明書: | 查看更多 |
| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 煤礦 巷道 水力 方法 裝置 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及煤礦開采技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種煤礦巷道卸壓水力壓裂方法及裝置。
背景技術(shù)
井下進(jìn)行大面積回采以后,采空區(qū)5上方巖層重量將向周圍支承區(qū)轉(zhuǎn)移,在采空區(qū)5四周形成支承壓力帶,在回采工作面6前方形成移動(dòng)性支承壓力,在工作面傾斜上下方及回采工作面后方形成殘余支承壓力。圖1中,1為回采工作面6前方移動(dòng)性支承壓力,該壓力較大;2、3為沿回采工作面6傾斜、仰斜方向殘余支承壓力;4為回采工作面后方殘余支承壓力,圖中的箭頭方向?yàn)榛夭煞较颉?/p>
在采動(dòng)影響下,沿回采工作面6推進(jìn)方向,回采空間兩側(cè)的護(hù)巷煤柱7的應(yīng)力隨著與工作面距離和時(shí)間的不同而發(fā)生很大變化,一般出現(xiàn)三個(gè)應(yīng)力區(qū)。如圖2所示,遠(yuǎn)離回采工作面的前方,未受采動(dòng)影響的原始應(yīng)力區(qū)(A);在回采工作面6附近,受采動(dòng)影響的應(yīng)力增高區(qū)(B);遠(yuǎn)離工作面的后方,采動(dòng)影響趨向穩(wěn)定的應(yīng)力穩(wěn)定區(qū)(C)。應(yīng)力增高區(qū)B由應(yīng)力升高、應(yīng)力強(qiáng)烈和應(yīng)力減弱三部分組成。因此,由于受殘余支承壓力的影響,護(hù)巷煤柱7載荷急劇增長(zhǎng),相鄰采區(qū)巷道的變形開始變大,巷道片幫、底鼓現(xiàn)象突出。
隨著回采工作面6的推進(jìn),殘余支承壓力沿傾斜方向的變化過(guò)程如圖3所示,(圖中的曲線E為殘余支承壓力影響范圍),該應(yīng)力重新分布引起護(hù)巷煤柱7載荷急劇增長(zhǎng),再逐漸下降和趨向穩(wěn)定的過(guò)程,以及各個(gè)應(yīng)力區(qū)的分布范圍和持續(xù)時(shí)間。圖3中的I區(qū)距離回采工作面6最近,所受應(yīng)力最大,II區(qū)、III區(qū)逐漸遞減。
發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何提供一種對(duì)煤礦巷道進(jìn)行卸壓的水力壓裂方法及裝置,以避免巷道片幫和底鼓現(xiàn)象。
(二)技術(shù)方案
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明提供一種煤礦巷道卸壓水力壓裂方法及裝置,根據(jù)煤礦巷道內(nèi)的應(yīng)力分布規(guī)律,以護(hù)巷煤柱上方的頂板作為卸壓位置,在所述卸壓位置上采用水力壓裂法進(jìn)行應(yīng)力轉(zhuǎn)移;所述水力壓裂法包括:
步驟1、采用第一鉆頭在所述卸壓位置進(jìn)行鉆孔,鉆出一壓裂段;
步驟2、將帶有注水管和膨脹導(dǎo)管的封隔器推進(jìn)壓裂段;
步驟3、將手動(dòng)泵與膨脹導(dǎo)管連接,為封隔器進(jìn)行加壓對(duì)壓裂段進(jìn)行封孔;
步驟4、將高壓水泵與注水管連接,為封隔器進(jìn)行加壓直到封隔器壓裂完成。
其中,所述卸壓位置位于回采工作面前方,并處于殘余支承應(yīng)力的范圍之外。
其中,所述卸壓位置設(shè)為多個(gè),分布在所述頂板上并位于回采工作面前方的長(zhǎng)度方向上。
其中,所述水力壓裂法的鉆孔及壓裂作業(yè)均在回采巷道中或者在相鄰采區(qū)巷道中進(jìn)行。
其中,所述封隔器采用跨式膨脹型鉆孔封隔器,所述步驟3中手動(dòng)泵為封隔器加壓使得彈性膜膨脹,以對(duì)壓裂段進(jìn)行封孔。
其中,所述步驟1還包括:采用第二鉆頭在所述壓裂段上預(yù)制橫向切槽;并采用第一鉆頭進(jìn)行進(jìn)一步鉆孔,為壓裂段的封孔提供空間。
本發(fā)明還提供一種煤礦巷道卸壓水力壓裂裝置,包括鉆機(jī)、第一鉆頭、封隔器、高壓水泵和手動(dòng)泵;所述第一鉆頭與鉆機(jī)連接,用于在煤礦巷道內(nèi)的卸壓位置進(jìn)行鉆孔并鉆出一壓裂段;所述手動(dòng)泵通過(guò)膨脹導(dǎo)管與封隔器連接,用于為封隔器加壓對(duì)壓裂段進(jìn)行封孔;所述高壓水泵通過(guò)注水管與封隔器連接,用于為封隔器進(jìn)行加壓直到封隔器壓裂完成。
其中,還包括數(shù)據(jù)采集儀和與所述數(shù)據(jù)采集儀相連接的數(shù)據(jù)處理器,所述數(shù)據(jù)采集儀安裝在所述高壓水泵的高壓出水口,用于采集和記錄高壓出水口的出水壓力,并將所采集到的數(shù)據(jù)信號(hào)傳送給數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
其中,還包括第二鉆頭,所述第二鉆頭與鉆機(jī)連接,用于在所述壓裂段上預(yù)制橫向切槽,所述第二鉆頭為橫向切槽鉆頭。
其中,所述封隔器采用跨式膨脹型鉆孔封隔器。
(三)有益效果
上述技術(shù)方案提供的一種煤礦巷道卸壓水力壓裂方法及裝置,采用水力壓裂裝置在護(hù)巷煤柱上方進(jìn)行水力壓裂法鉆孔,削弱了護(hù)巷煤柱頂板的整體性,在護(hù)巷煤柱頂板上形成一個(gè)弱化帶,將殘余支承應(yīng)力轉(zhuǎn)移到相鄰的備采工作面,從而為護(hù)巷煤柱卸壓,避免了巷道片幫和底鼓現(xiàn)象。進(jìn)一步地,所選的卸壓位置位于回采工作面前方,并處于殘余支承應(yīng)力的范圍之外,保證了鉆孔質(zhì)量,以防止由于殘余支承壓力而導(dǎo)致鉆孔變形;更進(jìn)一步地,在相鄰采區(qū)巷道中進(jìn)行水力壓裂法的鉆孔及壓裂作業(yè),以防止對(duì)回采工作面的回采工作造成影響;更進(jìn)一步地,采用跨式膨脹型鉆孔封隔器,保持較高的外壓和自平衡式封孔,并且能夠?qū)︺@孔目的段(如巖層堅(jiān)硬段)進(jìn)行封孔。
附圖說(shuō)明
圖1是煤礦巷道采空區(qū)周邊的應(yīng)力分布圖;
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息,商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于天地科技股份有限公司,未經(jīng)天地科技股份有限公司許可,擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購(gòu)買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作,請(qǐng)聯(lián)系【客服】
本文鏈接:http://www.szxzyx.cn/pat/books/201210096577.8/2.html,轉(zhuǎn)載請(qǐng)聲明來(lái)源鉆瓜專利網(wǎng)。
- 基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的煤礦井下火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
- 一種煤礦監(jiān)控圖像增強(qiáng)處理方法
- 一種基于煤礦人員位置監(jiān)測(cè)的煤礦安全生產(chǎn)區(qū)域人員管理系統(tǒng)及方法
- 一種煤礦安全監(jiān)督分析管理系統(tǒng)
- 一種量化煤礦企業(yè)生產(chǎn)煤炭的水足跡方法
- 一種煤礦通風(fēng)設(shè)備檢測(cè)方法、設(shè)備及介質(zhì)
- 一種露天煤礦開采用具有降塵結(jié)構(gòu)的破碎設(shè)備
- 一種煤礦運(yùn)輸車輛分配方法、裝置、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)
- 一種利用煤礦尾礦生產(chǎn)混凝土骨料的方法
- 一種可以防塵的車載煤礦通信設(shè)備
- 一種數(shù)據(jù)庫(kù)讀寫分離的方法和裝置
- 一種手機(jī)動(dòng)漫人物及背景創(chuàng)作方法
- 一種通訊綜合測(cè)試終端的測(cè)試方法
- 一種服裝用人體測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)的獲取方法
- 系統(tǒng)升級(jí)方法及裝置
- 用于虛擬和接口方法調(diào)用的裝置和方法
- 線程狀態(tài)監(jiān)控方法、裝置、計(jì)算機(jī)設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)
- 一種JAVA智能卡及其虛擬機(jī)組件優(yōu)化方法
- 檢測(cè)程序中方法耗時(shí)的方法、裝置及存儲(chǔ)介質(zhì)
- 函數(shù)的執(zhí)行方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)





