[發明專利]特厚煤層采煤工作面水力致裂采煤方法

在審

• 申請號: 201911149169.2
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN110714763A
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 郭重托;趙文超;蘇新會;王雪寧;曹順忠;董強;杜信賢;丁吉祥;孫建貞;陳國彪;趙衛會
• 申請（專利權）人: 伊犁永寧煤業化工有限公司
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18;E21C45/00
• 代理公司: 41123 河南科技通律師事務所
• 代理人: 張曉輝;樊羿

本發明公開了一種特厚煤層采煤工作面水力致裂采煤方法，該特厚煤層采煤工作面水力致裂采煤方法包括以下步驟：先沿著采煤工作面的長度方向，在采煤工作面中向上方煤體中鉆取一排水力致裂孔，水力致裂孔包括交錯布置的淺孔和深孔，然后在各水力致裂孔底部安裝注水封孔器，并對各水力致裂孔進行高壓注水，使采煤工作面中上方的煤體破碎、垮落。該特厚煤層采煤工作面水力致裂采煤方法中的水力致裂孔采用高低交錯布置，能夠在不同深度層位進行水力致裂，頂煤致裂較為充分，避免水力致裂盲區，減小頂煤冒落塊度；在采煤工作面內豎向打孔施工簡單、方便，且鉆孔內的注水封孔器不容易卡堵，在重力作用下回收較為容易。

技術領域

本發明涉及水力致裂煤層技術領域，具體涉及一種特厚煤層采煤工作面水力致裂采煤方法。

背景技術

目前，我國特厚煤層的主導采煤方法多數為綜放開采，即底部的煤體采用綜合機械化開采，也就是挖煤、裝煤、運煤、支護均采用機械化方式，當底部煤體局部開采后，頂部的煤體垮落后直接放下運出。

但綜放開采對礦山壓力有較高的要求，當底部的煤采出后，若采煤工作面上覆巖層的礦山壓力顯現緩和，則會出現礦山壓力無法實現對頂煤的及時、充分破碎，導致采煤工作面上方的煤體不能實現自然垮落，或者少量垮落，造成采煤工作面頂煤回收率較低，煤炭資源浪費。

為提高采煤工作面頂煤回收率，國內多數煤礦采用炸藥預裂爆破的方式解決頂煤不能充分垮落的問題，由于特厚煤層放頂煤開采強度大、瓦斯涌出量也相對較大，炸藥爆破破碎頂煤的爆破火花容易誘導瓦斯爆炸事故，同時炸藥爆破還存單孔控制范圍小，勞動強度大等缺點，嚴重制約煤礦特厚煤層綜放工作面的安全、高效開采。

公開號為CN105649625A的中國專利文獻記載了一種高低壓分區致裂增滲式煤層注水方法，該方法是在運輸巷道或回風巷道中沿著采煤工作面的長度方向鉆孔，也就是鉆取橫向或沿煤層傾斜的注水孔，這種方式可用于采煤工作面長度較短、煤層厚度較小的煤礦井，但對于長度較長的特厚煤層，因為從側面鉆孔的高度和長度過大，并不能適用。

公開號為CN110306967A的中國專利文獻記載了一種煤層水力壓裂與水壓爆破耦合增透方法及裝置，該方法將爆破技術與注水致裂技術相結合，為的是方便注水孔的鉆探，施工工序多，并且采用橫向鉆孔，鉆孔難度大，且爆破過程中具有瓦斯爆炸風險。

基于上述原因，有必要提供一種安全、可行，煤回收率高，適用于采煤工作面長度較長、煤層厚度較厚的采煤方法。

發明內容

本發明旨在提供一種特厚煤層采煤工作面水力致裂采煤方法，解決現有技術中采煤工作面頂部的煤體難以破碎、回收率低的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

設計一種特厚煤層采煤工作面水力致裂采煤方法，包括以下步驟：

（1）布置并鉆取水力致裂孔：沿著采煤工作面的長度方向，在采煤工作面中向上方煤體中鉆取一排水力致裂孔，所述水力致裂孔包括交錯布置的淺孔和深孔；

（2）在各所述水力致裂孔底部安裝注水封孔器，并對各所述水力致裂孔進行高壓注水，使采煤工作面中上方的煤體破碎、垮落。

優選的，所述淺孔的頂端延伸至整個煤層中部或上部，所述深孔的頂端延伸至煤層頂板中。

優選的，所述深孔的頂端延伸至煤層頂板中0.8-1.2m。

優選的，在所述步驟（2）中，對各所述水力致裂孔進行高壓注水時，監測所使用的注水泵的注水壓力，當所述注水泵的注水壓力降至初始壓力1/3或所述水力致裂孔及其附近出現大量淋水時即停止對相應的所述水力致裂孔進行注水工作。

優選的，在所述步驟（1）中，所述水力致裂孔在采煤工作面的頂板上距離煤壁0.3-0.8m處鉆取。