[发明专利]一种针对煤层顶板小型裂隙的水平定向堵漏方法

说明书

一种针对煤层顶板小型裂隙的水平定向堵漏方法，具体包括以下步骤：(1)、钻井：根据地层勘探结果，在指定位置通过钻具对地面进行钻井作业，在地层依次钻设竖直井和造斜段，造斜段钻至煤层上方的煤层顶板层，再在煤层顶板层钻设第一个水平井；(2)、压水试验；(3)、注浆；(4)、扫孔；(5)、按照设计完成在煤层顶板层上各个分支水平井的钻进、压水试验、注浆和扫孔作业。本发明采用多分支水平井的布置方式，通过钻井、压水试验、注浆和扫孔的流程，完成对煤层顶板层完整的水平堵漏过程，能够增大水泥浆在煤层顶板层小型裂隙的流动性，有效增加水平井的注浆控制面积。

技术领域

本发明涉及煤层开采技术领域，具体的说，涉及一种针对煤层顶板小型裂隙的水平定向堵漏方法。

背景技术

煤炭是世界上储量最多、分布最广的常规能源，也是最廉价的能源，同时也是重要的战略资源，广泛的应用于钢铁、电力、化工等工业生产及居民生活领域，在世界一次能源消费量中占25％。近年来我国国民经济持续快速发展，电力、冶金、建材、化工等行业的高速发展导致了对煤炭需求的大幅度增加，消费逐年递增。而我国煤炭探明可采储量应在2000亿吨以上，资源量可达3万亿吨。其中，无烟煤和烟煤5094.91亿吨，次烟煤和褐煤4747.20亿吨。在目前和未来很长的一段时间内，煤炭还是我们生产生活中必不可少的能源之一，煤炭的供应也关系到我国的工业乃至整个社会方方面面的发展的稳定，因此必要对煤炭资源的开采技术与装备进行深入的研究。

煤炭资源开采过程是包含区段或采煤条带内的巷道布置方式和回采工艺及其相互配合的复杂过程。开采过程中地质构造、煤层埋深、煤层赋存状况、煤层厚度及硬度、煤层结构、顶底板条件、煤质条件及矿井生产能力等因素对开采效率均有影响。其中，在煤层工作面的上层存在承压水层，由于地质变动和裂隙的存在，承压水易通过断层断裂面造成工作面漏顶严重，以致煤炭开采无法进行，因此开展对煤层顶板层的断裂区域和缝隙加固工作是保障煤炭开采的重要手段。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对煤层顶板小型裂隙的水平定向堵漏方法，本发明采用多分支水平井的布置方式，通过钻井、压水试验、注浆和扫孔的流程，完成对煤层顶板层完整的水平堵漏的过程，能够增大水泥浆在煤层顶板层小型裂隙的流动性，有效增加水平井的注浆控制面积。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种针对煤层顶板小型裂隙的水平定向堵漏方法，具体包括以下步骤：

(1)、钻井：根据地层勘探结果，在指定位置通过钻具对地面进行钻井作业，在地层依次钻设竖直井和造斜段，造斜段钻至煤层上方的煤层顶板层，再在煤层顶板层钻设第一个水平井；

(2)、压水试验：在煤层顶板层钻设第一个水平井的过程中，对第一个水平井进行压水试验；

(3)、注浆：如果第一个水平井钻进至某一位置时，步骤(2)中的压水试验结果显示压入的清水漏失量大于10m³/h，则表明第一个水平井在该处的煤层顶板层存在大量裂隙，通过注浆系统向钻井中注浆，使水泥浆注入到第一个水平井在该处的煤层顶板层裂隙中，水泥凝固将煤层顶板层的裂隙堵住；

(4)、扫孔：在注浆压力达到设计要求时，立即停止注浆，在钻井中下入钻具并对钻井进行扫孔，避免水泥浆在钻井中凝固，扫孔后再进行一次压水试验，检验注浆效果；

(5)、按照设计要求，如果需要继续第一个水平井的钻进，则重复步骤(2)、(3)、(4)直至第一个水平井钻进到设计长度，再将钻具起到造斜段下端位置，在第一个水平井一侧钻设另一个分支水平井，同第一个水平井的作业过程，如此，按照设计完成在煤层顶板层上各个分支水平井的钻进、压水试验、注浆和扫孔作业。