[發明專利]羽狀多功能定向鉆孔布置方法

在審

• 申請號: 202210483122.5
• 申請日: 2022-05-05
• 公開（公告）號: CN114837555A
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 伍增強;李歲寧;薛志強;王東杰;嚴錦鋼
• 申請（專利權）人: 陜西彬長孟村礦業有限公司
• 主分類號: E21B7/04
• 分類號: E21B7/04;E21B7/06;E21B43/26
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 韓玙

本發明公開的羽狀多功能定向鉆孔布置方法，包括以下步驟：工作面回采前在停采線附近施工鉆場，將定向鉆機及配套設備布置在鉆場內；布置主鉆孔層位于工作面裂隙帶下部；施工主鉆孔；將主鉆孔鉆頭后退取出后，換小型號鉆頭施工分支鉆孔；在分支鉆孔內進行水力割縫及水力壓裂；安裝負壓裝置，接入到瓦斯抽放系統中，進行瓦斯抽放。本發明采用頂板定向長鉆孔代替高位瓦斯巷，可以減少巷道掘進量，提高瓦斯抽放效率。分支鉆孔采用孔內水力割縫加水力壓裂，在防治沖擊地壓的基礎上，可以大幅度提升煤層通透性，增加瓦斯抽放量，相關應用設備技術成熟，能較快實現工業開采應用。

技術領域

本發明屬于煤礦安全開采方法技術領域，具體涉及一種羽狀多功能定向鉆孔布置方法。

背景技術

對于高瓦斯厚煤層綜放工作面，隨著工作面開采強度的增加，特別是開采初期的瓦斯治理難度大，抽采工作面回采期間因放頂煤產生的大量瓦斯涌入工作面，導致上隅角瓦斯超限等問題，嚴重影響工作面的安全回采。

傳統的井下瓦斯抽采技術如埋管抽采、高位抽采巷等存在工程量大、效率低下的問題，如高位抽采巷通過抽采采空區上部裂隙帶瓦斯，減少采空區瓦斯涌入工作面，消除工作面瓦斯超限。由于頂板垮落滯后性，當放頂煤時，大部分頂板不會隨放隨跨，存在時間差，這就造成防煤期間，隨著頂煤的垮落，頂煤中因煤體破碎而產生的瓦斯，不能及時抽走，會瞬間涌入工作面，造成工作面上隅角或回風巷瓦斯超限。

發明內容

本發明的目的在于提供一種羽狀多功能定向鉆孔布置方法，能夠在以孔代巷、抽放瓦斯的基礎上，兼顧探查煤層賦存情況、水力壓裂、水力割縫、增加瓦斯通透性的功能，實現一孔多用的目的。

本發明所采用的技術方案是：羽狀多功能定向鉆孔布置方法，包括以下步驟：

步驟1、工作面回采前在停采線附近施工鉆場，將定向鉆機及配套設備布置在鉆場內；

步驟2、布置主鉆孔層位于工作面裂隙帶下部；

步驟3、施工主鉆孔；

步驟4、將主鉆孔鉆頭后退取出后，換小型號鉆頭施工分支鉆孔；

步驟5、在分支鉆孔內進行水力割縫及水力壓裂；

步驟6、安裝負壓裝置，接入到瓦斯抽放系統中，進行瓦斯抽放。

本發明的特點還在于，

步驟3中施工主鉆孔采用Ф156mm鉆頭。

步驟4中施工分支鉆孔采用Ф96mm鉆頭。

步驟4中施工分支鉆孔時沿主鉆孔向煤層方向，采用整體后退式每隔500m實施一個分支鉆孔，分支鉆孔見巖停鉆。

步驟5具體為：分支鉆孔施工完成后，在孔內開展后退式水力割縫，每30m割縫一刀，割縫時間不小于10min；割縫完成后，采用雙封單卡分段壓裂工藝，間距30m，保證節流器出水口位于水力割縫縫槽位置處。

本發明的有益效果是：

1、采用頂板定向長鉆孔代替高位瓦斯巷，可以減少巷道掘進量，提高瓦斯抽放效率。

2、分支鉆孔鉆進過程中兼具探查煤層厚度及地質構造，可以減少甚至代替回采情況煤層探查孔，減少地質探查費用。

3、采用孔內水力割縫加水力壓裂，在防治沖擊地壓的基礎上，可以大幅度提升煤層通透性，增加瓦斯抽放量。

附圖說明

圖1是本發明的羽狀多功能定向鉆孔布置方法中分支鉆孔施工完成后的示意圖；

圖2是本發明的羽狀多功能定向鉆孔布置方法中進行分支鉆孔水力割縫的示意圖；

圖3是本發明的羽狀多功能定向鉆孔布置方法中進行分支鉆孔水力壓裂的示意圖。