[發明專利]一種塊煤開采用超前預裂方法

有效

• 申請號: 201410178162.4
• 申請日: 2014-04-29
• 公開（公告）號: CN103924956A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 鄧廣哲
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21C41/16
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 景麗娜

1.一種塊煤開采用超前預裂方法，其特征在于：采用二氧化碳預裂與水壓致裂相結合的方法，沿煤層工作面推進方向，由近至遠分多個節段對需開采煤層進行工作面超前預裂；多個所述節段的超前預裂方法均相同；其中，對任一個節段進行超前預裂時，過程如下：

步驟一、鉆孔：在當前預裂節段上鉆取預裂鉆孔，所述預裂鉆孔的數量為一個或多個；所述預裂鉆孔的鉆進方向與當前采煤工作面呈平行和/或垂直布置；所述預裂鉆孔的長度為50m～150m；當前預裂節段位于當前采煤工作面前方50m～150m位置處；

其中，鉆取與當前采煤工作面呈垂直布置的所述預裂鉆孔時，先在鉆孔位置處掘進施工一個硐室，再通過硐室鉆取所述預裂鉆孔；

步驟二、二氧化碳預裂：先在步驟一中所鉆的各預裂鉆孔內均安裝二氧化碳預裂器并進行封孔，封孔長度8m～10m；之后起爆，對所述需開采煤層進行預裂；

步驟三、注水管安裝：步驟二中二氧化碳預裂完成后，在各預裂鉆孔內均安裝高壓注水管，并進行封孔且封孔長度為8m～10m；

步驟四、水壓致裂：通過所述高壓注水管向各預裂鉆孔內注水，進行水壓致裂；此時，完成當前節段的超前預裂過程；

步驟五、按照步驟一至步驟四中所述的方法，對下一節段進行預裂；

步驟六、多次重復步驟五，直至完成所述需開采煤層的全部超前預裂過程。

2.按照權利要求1所述的一種塊煤開采用超前預裂方法，其特征在于：步驟一中所鉆取預裂鉆孔均為與當前采煤工作面呈平行布設的鉆孔，每個預裂節段的長度為10m～15m。

3.按照權利要求1或2所述的一種塊煤開采用超前預裂方法，其特征在于：步驟一中所述預裂鉆孔與水平方向之間的夾角不大于20°，所述預裂鉆孔的孔徑為Φ65mm～Φ105mm且其長度為80m～150m。

4.按照權利要求1或2所述的一種塊煤開采用超前預裂方法，其特征在于：步驟二中在所述預裂鉆孔內安裝所述二氧化碳預裂器時，各預裂鉆孔內均沿中心軸線方向由前至后安裝多個所述二氧化碳預裂器，所述二氧化碳預裂器的長度為1.5m～2.5m且其直徑為Φ50mm～Φ55mm，所述二氧化碳預裂器內所注入二氧化碳為0.5kg～1.2kg的液態二氧化碳。

5.按照權利要求1或2所述的一種塊煤開采用超前預裂方法，其特征在于：步驟四中進行水壓致裂時，注水壓力控制在8MPa～10Mpa，注水滲透半徑為9m～11m，各預裂鉆孔的注水時間為8天～10天，各預裂鉆孔的總注水量為556m³～600m³，且注水流量為0.3m³/h～2.0m³/h。

6.按照權利要求1或2所述的一種塊煤開采用超前預裂方法，其特征在于：步驟一中進行鉆孔時，當需開采煤層的層厚不大于8m時，所述預裂鉆孔僅為與當前采煤工作面呈平行布設的鉆孔；

當需開采煤層的層厚大于8m時，所述預裂鉆孔僅為與當前采煤工作面呈垂直布設的鉆孔，或者既包括與當前采煤工作面呈平行布設的鉆孔，也包括與當前采煤工作面呈垂直布設的鉆孔。

7.按照權利要求1或2所述的一種塊煤開采用超前預裂方法，其特征在于：步驟一中進行鉆孔時，當需開采煤層的層厚大于8m時，所鉆取預裂鉆孔的數量為多個，多個所述預裂鉆孔由上至下分層進行布設。

8.按照權利要求6所述的一種塊煤開采用超前預裂方法，其特征在于：步驟一中進行鉆孔時，當需開采煤層的層厚不大于8m時，每個預裂節段所鉆取預裂鉆孔的數量為一個。