[发明专利]一种煤矿井下水力压裂钻孔方位角设计方法

摘要

一种煤矿井下水力压裂钻孔方位角的设计方法，根据已有煤层地质资料，确定采区煤层垂直地应力、最大水平地应力、最小水平地应力的大小和最大水平地应力的方向。若三种地应力中垂直地应力最大，则钻孔垂直巷帮施工；若垂直地应力小于最大水平地应力，则根据最大水平地应力与巷道夹角θ的大小确定钻孔与巷道的夹角α，最后由α和巷道方位角β确定钻孔的方位角。利用地应力来设计合理的水力压裂钻孔方位角，避免了水力压裂钻孔参数设计的盲目性，能够为水力压裂钻孔的方位角设计提供依据，所设计的钻孔布置有利于煤矿井下水力压裂钻孔之间裂隙发育、扩展，增大煤层透气性，扩大水力压裂钻孔影响范围，提高瓦斯抽采效果。

主权项

一种煤矿井下水力压裂钻孔方位角设计方法，其特征在于包括以下步骤：a．根据煤层地质信息，确定钻孔（3）所在煤层垂直地应力σV、最大水平主应力σH(1)、最小水平主应力σh（2）的大小，以及确定巷道方位角β及最大水平主应力σH(1)的方位角γ；b．由巷道方位角β和最大主应力的方位角γ计算出最大水平主应力σH(1)与巷道（4）的夹角θ=｜β‑γ｜，当θ>90°时，将θ转化成锐角；c．确定钻孔（3）与巷道（4）的夹角α；若垂直地应力σV大于最大水平主应力σH(1)时，则钻孔（3）与巷道（4）的夹角α=90°；若垂直地应力σV小于最大水平主应力σH(1)时，当最大水平主应力σH(1)的方向与巷道（4）的夹角θ≤45°，钻孔（3）与巷道（4）的夹角α的范围为90°‑θ≤α≤90°+θ，直接在巷帮施工钻孔；当45°＜θ≤90°时，钻孔（3）与巷道（4）的夹角α的范围为α≤90‑θ，布置钻场（5），在钻场（5）内施工钻孔；d．最终确定钻孔（3）方位角为α+β。