[發(fā)明專利]一種多維度水力壓裂煤層頂板優(yōu)化停采線的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910600608.0 | 申請日： | 2019-07-04 |
| 公開（公告）號： | CN110295880B | 公開（公告）日： | 2021-05-14 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 何青源;徐金海;曹悅;張曉悟;張帥;李歡恒;徐森茂;陶鑫 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國礦業(yè)大學(xué) |
| 主分類號： | E21B43/26 | 分類號： | E21B43/26 |
| 代理公司： | 徐州市三聯(lián)專利事務(wù)所 32220 | 代理人： | 何君 |
| 地址： | 22100*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 多維 水力 煤層 頂板 優(yōu)化 停采線 方法 | ||
1.一種多維度水力壓裂煤層頂板優(yōu)化停采線的方法，其特征在于，包括以下步驟，
步驟一：獲取工作面（2）地質(zhì)條件和頂板巖層結(jié)構(gòu)特征，多個工作面（2）之間間隔煤柱（3）；應(yīng)用數(shù)值模擬技術(shù)計算工作面（2）超前支承壓力影響范圍及影響強度；
步驟二：在停采線（4）靠近采空區(qū)一側(cè)，由工作面（2）兩側(cè)回采巷道（5）向頂板巖層（8）斜向鉆孔作為一次水力壓裂鉆孔（6），在待壓裂巖體處于工作面（2）超前支承壓力影響范圍外時進行一次壓裂，形成一系列水平方向水力裂紋（7），增加頂板巖層（8）分層數(shù)量;
步驟三：隨著工作面（2）推進，當(dāng)停采線（4）附近頂板巖層（8）位于工作面（2）超前支承壓力影響范圍內(nèi)，在停采線（4）靠近采區(qū)準(zhǔn)備巷道（1）一側(cè)，由工作面（2）兩側(cè)回采巷道（5）向頂板巖層（8）斜向鉆孔作為二次水力壓裂鉆孔（10），在待壓裂巖體處于工作面（2）超前支承壓力影響范圍內(nèi)時進行二次壓裂，形成一系列垂直方向水力裂紋（11），切斷頂板巖層（8）。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多維度水力壓裂煤層頂板優(yōu)化停采線的方法，其特征在于，所述的步驟一中應(yīng)用數(shù)值模擬技術(shù)計算工作面（2）超前支承壓力影響范圍及影響強度，得到采煤的工作面（2）距離停采線（4）不同位置時，工作面（2）前方應(yīng)力分布狀態(tài)，確定停采線（4）附近頂板巖層（8）內(nèi)最小主應(yīng)力方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多維度水力壓裂煤層頂板優(yōu)化停采線的方法，其特征在于，所述步驟二中由工作面（2）兩側(cè)回采巷道（5）向頂板巖層（8）斜向鉆孔作為一次水力壓裂鉆孔（6），由每條回采巷道（5）向頂板巖層（8）內(nèi)僅開鑿1個壓裂鉆孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多維度水力壓裂煤層頂板優(yōu)化停采線的方法，其特征在于，所述步驟三中由工作面（2）兩側(cè)回采巷道（5）向頂板巖層（8）斜向鉆孔作為二次水力壓裂鉆孔（10），由每條回采巷道（5）向頂板巖層（8）內(nèi)開鑿多個壓裂鉆孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多維度水力壓裂煤層頂板優(yōu)化停采線的方法，其特征在于，所述的步驟二中在待壓裂巖體處于工作面（2）超前支承壓力影響范圍外時進行一次壓裂，使用割槽刀具沿壓裂孔軸向在壓裂孔內(nèi)部切割出一系列徑向切槽（9）；使用膨脹型跨式封孔器進行封孔；在預(yù)先切割的徑向切槽（9）處進行后退式水力壓裂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多維度水力壓裂煤層頂板優(yōu)化停采線的方法，其特征在于，所述的步驟三中在待壓裂巖體處于工作面（2）超前支承壓力影響范圍內(nèi)時進行二次壓裂，形成一系列垂直方向水力裂紋（11）使用割槽刀具沿壓裂孔軸向在壓裂孔內(nèi)部切割出一系列徑向切槽（9）；使用膨脹型跨式封孔器進行封孔；在預(yù)先切割的徑向切槽（9）處進行后退式水力壓裂。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種多維度水力壓裂煤層頂板優(yōu)化停采線的方法，其特征在于，所述的一次水力壓裂鉆孔（6）打孔按照預(yù)設(shè)長度、預(yù)設(shè)傾角、預(yù)設(shè)走向角和預(yù)設(shè)直徑進行；所述一次水力壓裂鉆孔（6）的端頭位置與所述工作面（2）的停采線（4）間距為5~15m，預(yù)設(shè)長度為20~75m，預(yù)設(shè)傾角為5°~40°，預(yù)設(shè)走向角為以垂直于所述回采巷道（5）幫部方向為基準(zhǔn)的走向角為0°~5°，預(yù)設(shè)直徑為45~98mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種多維度水力壓裂煤層頂板優(yōu)化停采線的方法，其特征在于，所述的二次水力壓裂鉆孔（10）端頭位置與所述工作面（2）停采線（4）間距為5~10m，預(yù)設(shè)間距為0~0.5m，預(yù)設(shè)長度為10~75m，預(yù)設(shè)傾角為5°~75°，預(yù)設(shè)走向角為以垂直于所述回采巷道（5）幫部方向為基準(zhǔn)的走向角為0°~5°，預(yù)設(shè)直徑為45~98mm。
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