[发明专利]松软煤层和/或软硬复合煤层定向长钻孔水力化增透方法

权利要求书

1.一种松软煤层和/或软硬复合煤层定向长钻孔水力化增透方法，其特征在于，所述松软煤层是指煤层硬度系数f值在0.5以下的煤层；

所述软硬复合煤层是指煤层中混合赋存硬度系数f值在0.3~0.8之间的煤层、煤层硬度系数f值在0.8以上的中硬煤层中局部有软煤层或中硬煤层中有软分层的煤层；

所述长钻孔是指在松软煤层和/或软硬复合煤层中的主孔深度达到350米以上，抽采范围需覆盖所实施矿井的一个工作面及其两边巷道的钻孔；

方法为采用钻孔及水力化增透一体化方法进行水力卸压钻孔施工，包括下述步骤：

S1，选用扭矩在20000N •m以上的千米定向钻机，千米定向钻机的前端从孔口向孔底依次连接孔口防喷装置、耐高压三棱螺旋密封空心钻杆、高低压转换装置、高低流量转换装置、上无磁钻杆、测量探管、下无磁钻杆、螺杆马达和钻头，千米定向钻机的后端连接水尾，水尾分别连接无极调速泵组和控制电脑，孔口防喷装置连接抽放系统，孔口防喷装置和无极调速泵组均连接煤-水分离及水处理装置，煤-水分离及水处理装置连接煤沉淀池；

S2，在孔口至保护距离的煤孔段只进行钻孔成孔施工，在未遇到压钻、塌孔严重时采用滑动定向钻进工艺，当压钻、塌孔严重时采用滑动定向和螺旋钻进相结合的复合钻进工艺；

S3，当钻孔长度达到保护距离后，每钻进预设距离，通过现场观测，判断预设距离对应孔段煤层硬度，根据煤层硬度，调节无极调速泵组工作参数，进而调节高低压转换装置和高低流量转换装置：当遇到松软煤层时，对煤层进行高流量冲孔卸压,水流压力为10 -20MPa，水流量大于400L/min；当遇到软硬复合煤层时，对煤层进行高压割缝卸压,水流压力为30MPa以上，水流量200-400L/min；

S4，当前一阶段钻孔施工及增透完成后，进入下一阶段的钻孔施工及增透直至达到目标深度。

2.根据权利要求1所述的松软煤层和/或软硬复合煤层定向长钻孔水力化增透方法，其特征在于，在钻孔及水力化增透一体化施工完成后，进行下筛管护孔，更换内径在50mm及以上的薄壁钻杆以及带有导向杆的钻头，沿着已经施工好的钻孔轨迹进入孔底，采用自动下筛管装置进行下管护孔。

3.根据权利要求2所述的松软煤层和/或软硬复合煤层定向长钻孔水力化增透方法，其特征在于，水力卸压钻孔的布孔方式包括顺层长钻孔、顶底板梳状钻孔及分支孔。

4.根据权利要求3所述的松软煤层和/或软硬复合煤层定向长钻孔水力化增透方法，其特征在于，相邻水力卸压钻孔的中心距为通过水力化增透后煤层测卸压半径的两倍。

5.根据权利要求4所述的松软煤层和/或软硬复合煤层定向长钻孔水力化增透方法，其特征在于，当煤层中部施工钻孔深度可达到要求时，钻孔主孔布置在煤层中部；

当煤层中部施工钻孔深度达不到要求时，在距煤层顶板预设距离的区域或者是硬度可满足施工钻孔深度的区域施工钻孔；

当煤层中钻孔成孔难度大时，采用梳状钻孔施工工艺，将主孔布置在岩层中。

6.根据权利要求1所述的松软煤层和/或软硬复合煤层定向长钻孔水力化增透方法，其特征在于，保护距离为20m，每次钻进的预设距离为10-20m。

7.根据权利要求4所述的松软煤层和/或软硬复合煤层定向长钻孔水力化增透方法，其特征在于，当煤层中部施工钻孔深度达不到要求时，距煤层顶板的预设距离为0.5-1m。