[发明专利]一种水力压裂与注浆固化相结合的石门揭煤方法

摘要

本发明公开了一种水力压裂与注浆固化相结合的石门揭煤方法，包括在巷道掘进至煤层垂距10m时，钻穿透煤层的压裂孔并对煤层进行水力压裂，至压裂中出现3MPa以上压力降后注水量达预计值；在巷道掘进至煤层垂距5m时，钻多个注浆孔；通过压裂孔和注浆孔抽采煤层瓦斯；由注浆孔对煤层实施设定量的注浆，注浆压力在15MPa以上；在浆液固化后继续掘进巷道并完成石门揭煤。单孔注浆量包括注浆孔内的注浆量M₁和煤层中渗透的注浆量M₂，按下式计算：式中：浆液密度；储备系数；浆液发泡倍数；钻孔直径；注浆孔长度；浆液在煤层中的渗透半径；注浆孔在煤层中长度；煤层孔隙率。本发明的有益效果是，可快速、安全揭石门，避免同行进行重复劳动，提高社会效益。

主权项

1.一种水力压裂与注浆固化相结合的石门揭煤方法，其特征在于，包括以下步骤：a、当巷道（6）掘进至距煤层（1）垂距10m时，沿巷道（6）掘进方向钻进压裂孔（3），直至穿透煤层（1），对压裂孔（3）进行封孔处理，并通过压裂孔（3）对煤层（1）注水进行水力压裂，当压裂压力持续上升至出现一设定值的压力降△P后，保持压裂至注水量达到预计值后停止压裂；b、在巷道（6）掘进至距煤层（1）垂距5m时，在巷道（6）两帮扩挖耳形钻场（5），施工穿透煤层（1）的多个注浆孔（4），注浆孔（4）的钻孔范围为巷道（6）断面轮廓线外2～2.5m；c、在注浆孔（4）内安设注浆管（7），对注浆孔（4）进行封孔处理，并通过压裂孔（3）和注浆孔（4）抽采煤层（1）瓦斯至设定要求；d、选择任一待注浆的注浆孔（4），通过注浆管（7）向其孔内压力灌注凝固后可对煤层进行加固的浆液，并临时封堵其余待注浆的注浆孔（4）；其注浆压力在15MPa以上，当达到设定注浆量时，停止注浆；e、循环步骤d，直至完成对所有注浆孔（4）的注浆； f、待浆液固化并检验达标后，按照常规方法掘进巷道并穿过煤层，完成石门揭煤工作； 所述的压力降△P为3MPa以上；所述的注浆量包括注浆孔（4）内的注浆量M₁和煤层（1）中渗透扩散的注浆量M₂，其单孔注浆总量按如下公式计算： 式中：—浆液密度，kg/m³；—储备系数，通常取1.1～1.2；—浆液发泡倍数，通常取1.3～1.4；—钻孔直径，单位mm；—注浆孔（4）长度，单位m；—浆液在煤层（1）中的渗透半径，由煤层赋存特征和压裂效果确定，单位m；—注浆孔（4）在煤层中长度，单位m；—煤层孔隙率。