[发明专利]一种煤层工作面切眼及顺槽水力压裂施工方法

说明书

本发明公开了一种煤层工作面切眼及顺槽水力压裂施工方法，涉及煤矿开采领域，本发明包括以下步骤：a，在切眼方位内布置三组压裂孔；b，两顺槽施工三组压裂孔；c，清洗钻孔，确定预裂缝的位置；d，安装连接封孔器，调试高压水泵，封孔，注水压裂；e，手动泵加压封孔器，确定封孔器正常保压；f，开启水压仪，高压水泵通水通电，缓慢加压至预裂缝开裂，保压注水使裂纹继续扩展；g，压裂结束后，高压水泵断电断水，封孔器泄压退孔；h，重复步骤c‑g，逐一注水压裂并观察每一个压裂孔。本发明所提供水力压裂施工方法，对钻孔角度、深度进行优化改进，有效回收顶煤，提高了资源回收效率，是一种全新综放工作面初采初放期间顶板弱化施工方法。

技术领域

本发明涉及煤矿开采领域，特别涉及综放工作面初采初放期间顶板弱化施工方法，具体为一种煤层工作面切眼及顺槽水力压裂施工方法。

背景技术

现有煤矿中，某煤层采用长壁、综合机械化放顶煤工艺开采，全部跨落法管理顶板，工作面机采高度为2.6m，放顶煤厚度为1.3m，采放比为2：1，循环进度0.6m，采用“一采一放”工艺。根据现有综采工作面放顶煤设计中的描述，初采初放期间，直接顶顶板初次垮落步距为12~18m。支架推出切眼8m后，直接顶一旦有局部垮落，就可以开始放顶煤，保证煤炭的回收率。但是根据生产实际情况，在未采取任何其他措施的情况下，在初采初放期间，支架推出切眼8m后，直接顶完全无垮落迹象，无法放顶煤。

以已回采的某综放工作面I段为例，在其初采初放期间，支架推出切眼约35m后，直接顶才有了局部垮落迹象，才可以开始放顶煤，导致约27m的顶煤未能有效回收，造成了资源浪费，可以计算得出该综放工作面I段初采初放期间浪费的煤炭资源如下式：

Q循环= L2×h×S×γ×C2×27

=131.8×1.3×0.6×1.43×85%×27

=3373.87t

式中：

L2——放顶煤长度，m，取131.8m；

h——煤层厚度，m，工作面采高h1=2.6m，放煤高度h2=1.3m；

S——循环进度，0.6m；

γ——原煤容重，1.43t/m3；

C2——工作面顶煤回采率，85%。

另一方面采空区的悬顶面积大，初次来压矿压显现严重，对安全生产带来了较大的压力。

发明内容

为了解决目前初采初放期间，支架推出切眼直接顶完全无垮落迹象，无法放顶煤，待出现垮落后才开始放顶煤而造成资源严重浪费，并且采空区悬顶面积大，初采初放矿压显现严重，对生产安全造成一定危险等问题，采取水力压裂弱化顶板措施，并持续对水力压裂孔设计进行优化设计完善，本发明提供了一种煤层工作面切眼及顺槽水力压裂施工方法。

本发明采用如下技术实现：

本发明所设计的一种煤层工作面切眼及顺槽水力压裂施工方法，包括以下步骤：

a，使用煤矿用全液压坑道钻机进行压裂钻孔施工，采用Φ75mm的钻头和Φ50mm的钻杆，在切眼方位内布置三组压裂孔，分别为压裂孔H、压裂孔S、压裂孔L，压裂孔H在切眼顶板内距老山帮1米处呈单排布置，方向与切眼平行，即所有的压裂孔H在同一纵剖面上，且该剖面平行于采煤工作面所在的竖直平面，压裂孔H朝向进风顺槽，钻孔仰角45度，孔深20米，孔间距10米；压裂孔S在切眼内位于煤壁侧上沿，方向与切眼内煤壁侧上沿内煤壁侧上沿垂直，朝向煤壁，钻孔仰角35度，孔深24米；压裂孔L在切眼内位于煤壁侧上沿，方向与切眼内煤壁侧上沿垂直，朝向煤壁，钻孔仰角25度，孔深33米，压裂孔S与压裂孔L交错布置，孔间距10米；