[發明專利]一種針對煤層頂板小型裂隙的水平定向堵漏方法

在審

• 申請號: 202011548604.1
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112664159A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 張彪;黃輔強;孫紅波;肖明國;王越;顧玉明;陰慧勝;歷彥福;池斌
• 申請（專利權）人: 北京大地高科地質勘查有限公司
• 主分類號: E21B33/13
• 分類號: E21B33/13;E21B7/04;E21B49/00
• 代理公司: 蘇州拓云知識產權代理事務所(普通合伙) 32344
• 代理人: 王超

一種針對煤層頂板小型裂隙的水平定向堵漏方法，具體包括以下步驟：(1)、鉆井：根據地層勘探結果，在指定位置通過鉆具對地面進行鉆井作業，在地層依次鉆設豎直井和造斜段，造斜段鉆至煤層上方的煤層頂板層，再在煤層頂板層鉆設第一個水平井；(2)、壓水試驗；(3)、注漿；(4)、掃孔；(5)、按照設計完成在煤層頂板層上各個分支水平井的鉆進、壓水試驗、注漿和掃孔作業。本發明采用多分支水平井的布置方式，通過鉆井、壓水試驗、注漿和掃孔的流程，完成對煤層頂板層完整的水平堵漏過程，能夠增大水泥漿在煤層頂板層小型裂隙的流動性，有效增加水平井的注漿控制面積。

技術領域

本發明涉及煤層開采技術領域，具體的說，涉及一種針對煤層頂板小型裂隙的水平定向堵漏方法。

背景技術

煤炭是世界上儲量最多、分布最廣的常規能源，也是最廉價的能源，同時也是重要的戰略資源，廣泛的應用于鋼鐵、電力、化工等工業生產及居民生活領域，在世界一次能源消費量中占25％。近年來我國國民經濟持續快速發展，電力、冶金、建材、化工等行業的高速發展導致了對煤炭需求的大幅度增加，消費逐年遞增。而我國煤炭探明可采儲量應在2000億噸以上，資源量可達3萬億噸。其中，無煙煤和煙煤5094.91億噸，次煙煤和褐煤4747.20億噸。在目前和未來很長的一段時間內，煤炭還是我們生產生活中必不可少的能源之一，煤炭的供應也關系到我國的工業乃至整個社會方方面面的發展的穩定，因此必要對煤炭資源的開采技術與裝備進行深入的研究。

煤炭資源開采過程是包含區段或采煤條帶內的巷道布置方式和回采工藝及其相互配合的復雜過程。開采過程中地質構造、煤層埋深、煤層賦存狀況、煤層厚度及硬度、煤層結構、頂底板條件、煤質條件及礦井生產能力等因素對開采效率均有影響。其中，在煤層工作面的上層存在承壓水層，由于地質變動和裂隙的存在，承壓水易通過斷層斷裂面造成工作面漏頂嚴重，以致煤炭開采無法進行，因此開展對煤層頂板層的斷裂區域和縫隙加固工作是保障煤炭開采的重要手段。

發明內容

本發明的目的是提供一種針對煤層頂板小型裂隙的水平定向堵漏方法，本發明采用多分支水平井的布置方式，通過鉆井、壓水試驗、注漿和掃孔的流程，完成對煤層頂板層完整的水平堵漏的過程，能夠增大水泥漿在煤層頂板層小型裂隙的流動性，有效增加水平井的注漿控制面積。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種針對煤層頂板小型裂隙的水平定向堵漏方法，具體包括以下步驟：

(1)、鉆井：根據地層勘探結果，在指定位置通過鉆具對地面進行鉆井作業，在地層依次鉆設豎直井和造斜段，造斜段鉆至煤層上方的煤層頂板層，再在煤層頂板層鉆設第一個水平井；

(2)、壓水試驗：在煤層頂板層鉆設第一個水平井的過程中，對第一個水平井進行壓水試驗；

(3)、注漿：如果第一個水平井鉆進至某一位置時，步驟(2)中的壓水試驗結果顯示壓入的清水漏失量大于10m³/h，則表明第一個水平井在該處的煤層頂板層存在大量裂隙，通過注漿系統向鉆井中注漿，使水泥漿注入到第一個水平井在該處的煤層頂板層裂隙中，水泥凝固將煤層頂板層的裂隙堵住；

(4)、掃孔：在注漿壓力達到設計要求時，立即停止注漿，在鉆井中下入鉆具并對鉆井進行掃孔，避免水泥漿在鉆井中凝固，掃孔后再進行一次壓水試驗，檢驗注漿效果；

(5)、按照設計要求，如果需要繼續第一個水平井的鉆進，則重復步驟(2)、(3)、(4)直至第一個水平井鉆進到設計長度，再將鉆具起到造斜段下端位置，在第一個水平井一側鉆設另一個分支水平井，同第一個水平井的作業過程，如此，按照設計完成在煤層頂板層上各個分支水平井的鉆進、壓水試驗、注漿和掃孔作業。