[发明专利]一种基于定向钻进技术的采煤工作面断层岩体破碎方法

权利要求书

1.一种基于定向钻进技术的采煤工作面断层岩体破碎方法，其特征在于，包括如下步骤：

采煤工作面过断层路线确定步骤，根据定断层构造位置和采煤工作面回采技术方案确定采煤工作面通过断层下盘底板硬岩体的路线；

定向钻孔路线确定步骤，根据断层的走向以及采煤工作面过断层下盘底板硬岩体的路线，确定从采煤工作面回风巷穿入煤层、再延断层走向穿过采煤工作面路线上的断层下盘底板硬岩体的钻孔路线；

定向钻场掘进步骤，选择采煤工作面回风巷的一处不影响采煤工作面正常回采的位置作为定向钻孔路线的起始位置，并在该起始位置处掘进定向钻场；

定向钻孔步骤，定向钻机以定向钻场为施工场地，沿设计的定向钻孔路线钻进，形成依次穿过煤层和断层下盘底板硬岩体的钻孔；

爆破步骤，将爆破装置装入断层下盘底板硬岩体的钻孔内，再填装炮泥封孔，然后引爆爆破装置，完成采煤工作面路线上的断层下盘底板硬岩体的爆破。

2.根据权利要求1所述的基于定向钻进技术的采煤工作面断层岩体破碎方法，其特征在于，在所述定向钻孔步骤之前还包括开孔步骤，根据定向钻孔路线设计，在定向钻场煤层中开孔，开孔的方向指向断层走向，开孔的倾角与采煤工作面倾向相同。

3.根据权利要求2所述的基于定向钻进技术的采煤工作面断层岩体破碎方法，其特征在于，在开孔步骤中，先采用φ98mmPDC钻头、保直扶正器和满眼钻头进行保直钻进，进尺不小于15m，随后更换φ98/153mmPDC钻头进行扩孔钻进至进尺不小于15m。

4.根据权利要求2或3所述的基于定向钻进技术的采煤工作面断层岩体破碎方法，其特征在于，开孔完成后，下入带闸阀的地质封孔管，然后在地质封孔管与孔壁之间注入封孔材料封孔。

5.根据权利要求1所述的基于定向钻进技术的采煤工作面断层岩体破碎方法，其特征在于，在所述定向钻孔步骤中，开始定向钻进后，严格遵循设计定向钻孔路线，每3m对孔底进行一次参数测量，利用各测点以弦代弧的计算方法得出完整钻孔轨迹，利用定向钻机的螺杆马达调整钻进方向，使钻孔按照设计定向钻孔路线延伸，即使定向钻孔轨迹调整至延断层走向延伸，并钻穿断层下盘底板硬岩体。

6.根据权利要求1所述的基于定向钻进技术的采煤工作面断层岩体破碎方法，其特征在于，所述爆破装置和炮泥通过定向钻机的钻杆送入钻孔。

7.根据权利要求6所述的基于定向钻进技术的采煤工作面断层岩体破碎方法，其特征在于，所述爆破装置包括外套管以及填充于所述外套管内的炸药，外套管的两端分别通过塞子封堵，装入爆破装置和炮泥时，先将爆破装置穿入钻孔内，待爆破装置全部穿入钻孔后，在定向钻机的钻杆上安装一连接套，再将该连接套与爆破装置的外套管套接，并通过剪切销将连接套和外套管的管壁固定在一起，然后通过定向钻机的钻杆将爆破装置送入断层下盘底板硬岩体的钻孔底，爆破装置到位后，将钻杆伸出钻孔的一端连接炮泥机，炮泥机通过钻杆向钻孔内压入炮泥，炮泥压入的过程中，剪切销被剪断，使得连接套与外套管脱离，连接套与外套管脱离后，一边通过定向钻机向外拖动钻杆，一边通过炮泥机向钻孔内压入炮泥，进而将炮泥填装在钻孔内。