[发明专利]基于孔眼支护的煤矿顶板卸压方法

权利要求书

1.一种基于孔眼支护的煤矿顶板卸压方法，其特征在于按以下步骤进行：

步骤一，钻孔眼，在煤层(b)上方的顶板(c)钻孔施工，形成卸压孔眼(1)；

步骤二，孔眼支护，向所述卸压孔眼(1)内放入膨胀管柱(21)并扩张该膨胀管柱(21)以支护所述卸压孔眼(1)的孔壁，防止孔壁坍塌；

步骤三，试压，确定所述膨胀管柱(21)密封良好；

步骤四，射孔，放置射孔工具(c)到预射孔位置进行射孔；

步骤五，压裂；

所述步骤一中，从煤矿巷道(a)内斜向上向所述顶板(c)钻孔，钻眼角度为30～60°，并在所述顶板(c)内沿水平方向继续延伸钻孔；

在竖直方向上，所述卸压孔眼(1)的水平段位于所述顶板(c)的中间；

所述步骤二中，先设置好膨胀系统；

所述膨胀系统包括膨胀管柱(21)、膨胀锥(22)和膨胀堵头(23)；

所述膨胀管柱(21)由至少两段膨胀管沿着同一直线方向依次连接至设计长度而成；

所述膨胀锥(22)从所述膨胀管柱(21)的任一自由端进入并嵌套在所述膨胀管柱(21)内，该膨胀锥(22)所在的自由端为所述膨胀管柱(21)的头部，所述膨胀管柱(21)的另一端为尾部；

所述膨胀堵头(23)包括堵头座(23a)和封堵球(23b)，所述堵头座(23a)固定设置在所述膨胀管柱的头部，所述堵头座(23a)位于所述膨胀锥(22)前方，所述封堵球(23b)备用；

所述膨胀锥(22)还连接有连续油管(3)，该连续油管(3)的自由端与所述膨胀锥(22)相连，该连续油管(3)的固定端从所述膨胀管柱(21)的尾部伸出；

然后通过所述连续油管(3)将所述膨胀管柱(21)放置到所述卸压孔眼(1)内，再扩张所述膨胀管柱(21)。

2.根据权利要求1所述的基于孔眼支护的煤矿顶板卸压方法，其特征在于：所述卸压孔眼(1)的设计深度大于300m。

3.根据权利要求1所述的基于孔眼支护的煤矿顶板卸压方法，其特征在于：所述膨胀管柱(21)伸入所述卸压孔眼(1)直至其头部到达所述卸压孔眼(1)的孔底，然后回拖所述膨胀管柱(21)到达预定支护位置。

4.根据权利要求1或3所述的基于孔眼支护的煤矿顶板卸压方法，其特征在于：所述膨胀管柱(21)放置到所述卸压孔眼(1)内后，从所述连续油管(3)的井口端投入所述封堵球(23b)，并注入少量液体，使该封堵球(23b)穿过所述膨胀锥(22)的内孔后坐在所述堵头座(23a)上，形成密封的所述膨胀堵头(23)，该膨胀堵头(23)与所述膨胀锥(22)之间的所述膨胀管柱(21)的内腔形成膨胀腔(4)；

再通过所述连续油管(3)向所述膨胀腔(4)内注入高压液体，以使所述膨胀腔(4)对应的所述膨胀管柱(21)扩张，高压液体推动所述膨胀锥(22)向所述膨胀管柱(21)的尾部移动，与此同时回退所述连续油管(3)，使得所述膨胀管柱(21)从头部到尾部逐渐扩张以支撑所述卸压孔眼(1)的内壁。

5.根据权利要求1所述的基于孔眼支护的煤矿顶板卸压方法，其特征在于：使用所述连续油管(3)放置射孔工具(5)至所述膨胀管柱(21)内的预射孔位置，从所述连续油管(3)泵入高压磨料水进行射孔，然后回拖所述射孔工具(5)，沿着所述卸压孔眼(1)的底部到出口方向在多个位置射孔。

6.根据权利要求1所述的基于孔眼支护的煤矿顶板卸压方法，其特征在于：射孔完成后，起出所述射孔工具(5)，使用所述连续油管(3)安放压裂管柱(6)到所述膨胀管柱(21)内，所述压裂管柱(6)两端分别设有液压封隔器(7)，两个所述液压封隔器(7)连接有同一根供液导管(7a)，该供液导管(7a)沿着所述连续油管(3)设置；

首先放置所述压裂管柱(6)至所述卸压孔眼(1)底部的射孔位置，通过所述供液导管(7a)加压至两个所述液压封隔器(7)膨胀并分别座封到所述射孔位置前方和后方的所述膨胀管柱(21)内壁，然后向所述压裂管柱(6)中注入压裂液，完成一个层段压裂；

再卸压使所述液压封隔器(7)收缩，回拖所述压裂管柱(6)至下一个射孔位置，重复压裂过程，完成整个所述卸压孔眼(1)的分段压裂。