[发明专利]一种煤矿井下采煤工作面回撤通道水力压裂卸压的方法

权利要求书

1.一种煤矿井下采煤工作面回撤通道水力压裂卸压的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)确定顶板岩层结构参数和采煤工作面(2)地质条件，获取采煤工作面(2)超前支承压力影响范围及影响强度；

2)在回撤通道(4)正帮内使用钻机向顶板岩层斜向开凿一组钻孔作为一次水力压裂钻孔(5)；在待压裂顶板岩层处于采煤工作面(2)超前支承压力影响范围外时进行一次压裂，形成多条水平方向水力裂纹(6)，增加顶板岩层分层数量；

3)随着采煤工作面(2)的推进，当待压裂顶板岩层处于采煤工作面(2)超前支承压力影响范围内时，在回撤通道(4)正帮内使用钻机向顶板岩层斜向开凿一系列钻孔作为二次水力压裂钻孔(11)，对待压裂顶板岩层进行二次压裂，形成一系列竖直方向水力裂纹(12)，贯穿步骤一中所述的多条水平方向水力裂纹(6)，切断顶板岩层。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下采煤工作面回撤通道水力压裂卸压的方法，其特征在于，所述步骤1)中顶板岩层结构参数和采煤工作面(2)地质条件包括直接顶(8)和基本顶(9)厚度、岩性、煤岩体强度、采煤工作面(2)采高和采煤工作面(2)长度等。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下采煤工作面回撤通道水力压裂卸压的方法，其特征在于，所述步骤1)中采煤工作面(2)超前支承压力通过数值计算方法获得，获取距离回撤通道(4)不同位置时采煤工作面(2)前方支撑压力的分布情况，得到回撤通道(4)附近顶板岩层的最小主应力方向。

4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下采煤工作面回撤通道水力压裂卸压的方法，其特征在于，所述步骤2)中在回撤通道(4)开凿一次水力压裂钻孔(5)时要按照预设直径、预设倾角、预设长度、预设压裂孔水平投影与回撤巷道(4)轴线夹角等布置参数进行；所述的一次水力压裂钻孔(5)成排布置，一次水力压裂钻孔间距为20m～50m，预设直径为45mm～98mm，所述预设倾角为以水平面为基准仰角的角度为20°～65°，预设长度为20m～60m，预设一次水力压裂钻孔(5)水平投影与回撤巷道(4)轴线夹角为0～5。

5.根据权利要求1所述的一种煤矿井下采煤工作面回撤通道水力压裂卸压的方法，其特征在于，所述步骤3)中在回撤通道(4)开凿二次水力压裂钻孔(11)分为长孔和短孔，长孔及短孔要按照预设直径、预设倾角、预设长度、预设压裂孔水平投影与回撤巷道(4)轴线夹角等参数进行布置；所述长孔间距为12～40m，预设直径为45mm～98mm，所述预设倾角为以水平面为基准仰角的角度为5°～45°，预设长度为20m～60m；所述长孔水平投影与回撤巷道(4)轴线夹角为0～5°，所述短孔间距为12～40m，预设直径为45mm～98mm，预设倾角为以水平面为基准仰角的角度为20°～65°，预设长度为20m～60m，预设短孔水平投影与回撤巷道(4)轴线夹角为0～5。

6.根据权利要求1所述的一种煤矿井下采煤工作面回撤通道水力压裂卸压的方法，其特征在于，所述步骤3)中在回撤通道(4)开凿二次水力压裂钻孔(11)分为长孔和短孔，所述长孔与短孔预设间距0～0.5m；所述短孔的仰角角度大于所述长孔的仰角角度，且所述短孔的深度小于所述长孔的深度；所述短孔主要压裂基本顶(9)，所述长孔主要压裂直接顶(8)。

7.根据权利要求1所述的一种煤矿井下采煤工作面回撤通道水力压裂卸压的方法，其特征在于，所述步骤2)在待压裂顶板岩层处于采煤工作面(2)超前支承压力影响范围外时，使用特制切槽工具沿压裂孔轴向在压裂孔内部切割出一系列径向切槽(13)，相邻切槽位置距离3～6m；使用双封型封孔器进行封孔；在预先切割的径向切槽(13)处进行多段后退式水力压裂。

8.根据权利要求1所述的一种煤矿井下采煤工作面回撤通道水力压裂卸压的方法，其特征在于，所述步骤3)在待压裂顶板岩层处于采煤工作面(2)超前支承压力影响范围内时，在步骤二中所述相邻水平方向水力裂纹(6)垂直方向距离间使用特制切槽工具沿压裂孔轴向在压裂孔内部切割出一系列径向切槽(13)；使用双封型封孔器进行封孔；在预先切割的径向切槽(13)处进行多段后退式水力压裂。