[发明专利]一种高低压分区致裂增渗式煤层注水方法

摘要

本发明公开了一种高低压分区致裂增渗式煤层注水方法，其包括在采煤工作面动压区钻孔、封孔与注水步骤；在采煤工作面静压区钻孔、封孔与注水步骤；采煤工作面动压区为距离工作面煤壁70‑150米之内的煤层区域，采煤工作面静压区为距离工作面煤壁150米之外的煤层区域。采用分区式煤层钻孔注水的方式，在采煤工作面动压区采用的钻杆选用麻花钻杆，利于“排渣”，并且采用水力膨胀式封孔器和高分子材料封堵结构联合封孔后进行低压注水；而在采煤工作面静压区采用分段式钻孔实施方法进行多次打孔，同时钻杆选用三棱钻杆，减小钻杆与孔壁的接触面积，防止出现“卡钻”现象，并实施高压注水增加煤层的渗透率，以使煤层注水效果达到最佳，提高了打孔与注水效率。

主权项

一种高低压分区致裂增渗式煤层注水方法，其包括以下步骤：A、在采煤工作面动压区钻孔、封孔与注水的步骤；B、在采煤工作面静压区钻孔、封孔与注水的步骤；采煤工作面动压区为距离工作面煤壁70‑150米之内的煤层区域，采煤工作面静压区为距离工作面煤壁150米之外的煤层区域；上述步骤A具体的包括：A1、采用麻花钻杆在采煤工作面动压区均匀布置多个静压钻孔，静压钻孔长度为采煤工作面长度的二分之一至三分之二；A2、每个静压钻孔配置有一个第一注水管，在每个第一注水管的前部设置有静压水力膨胀式封孔器，静压水力膨胀式封孔器与第一注水管相连通，第一注水管的前端露出静压水力膨胀式封孔器，在每个静压钻孔之孔口与静压水力膨胀式封孔器之间的第一注水管上均匀布置多个高分子材料封堵结构；A3、将步骤A2中的第一注水管导入对应静压钻孔内，高分子材料封堵结构膨胀堵塞对应静压钻孔，通过静压注水系统向所有第一注水管进行静压注水，静压水力膨胀式封孔器随第一注水管进行静压注水快速膨胀，静压水力膨胀式封孔器与静压钻孔的孔壁紧密结合完成封孔，直至相邻静压钻孔之间的煤体被充分湿润，则停止静压注水；静压注水的水压为2MPa‑4MPa；上述步骤B具体的包括：B1、采用中空的三棱钻杆在采煤工作面静压区均匀布置多个动压钻孔组，每个动压钻孔组由六个动压钻孔形成，动压钻孔长度为采煤工作面长度的二分之一至三分之二；B2、上述中空的三棱钻杆之中部设置有奇数个透水孔形成透水区域，透水孔与三棱钻杆的中空部相连通，透水区域两侧的三棱钻杆上均设置有动压水力膨胀式封孔器，动压水力膨胀式封孔器均与奇数个透水孔的中间孔相连通；B3、每个动压钻孔组内施工过程为：B31、通过钻机将对应的三棱钻杆在采煤工作面静压区的煤层内打入十米形成第一个动压钻孔；B32、然后将钻机取下使对应三棱钻杆预留在第一个动压钻孔内，将动压注水系统与三棱钻杆的中空部相连通，使对应的动压水力膨胀式封孔器快速膨胀与第一个动压钻孔的孔壁紧密结合完成封孔，三棱钻杆上其余的透水孔向动压水力膨胀式封孔器之间的第一个动压钻孔内高压注水，增大煤层的渗透率，完成第一个动压钻孔的动压注水；B33、然后按照步骤B31与步骤B32的方式依次施工第二个动压钻孔、第三个动压钻孔、第四个动压钻孔、第五个动压钻孔与第六个动压钻孔；B34、待第六个动压钻孔也完成动压注水时，将第一个动压钻孔内的三棱钻杆与动压注水系统分离，将钻机通过另一个三棱钻杆与第一个动压钻孔内的三棱钻杆相连接，将第一个动压钻孔继续打入十米，然后按照步骤B32的方式完成动压注水；B35、然后按照步骤B34的方式依次完成第二个动压钻孔、第三个动压钻孔、第四个动压钻孔、第五个动压钻孔与第六个动压钻孔的动压注水；重复步骤B34与步骤B35直至每个动压钻孔长度到达预定长度；动压注水的水压为10MPa‑25MPa。