CN102536240A - 一种高压致裂防治冲击地压的方法 - Google Patents

一种高压致裂防治冲击地压的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102536240A
CN102536240A CN2012100135368A CN201210013536A CN102536240A CN 102536240 A CN102536240 A CN 102536240A CN 2012100135368 A CN2012100135368 A CN 2012100135368A CN 201210013536 A CN201210013536 A CN 201210013536A CN 102536240 A CN102536240 A CN 102536240A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coal seam
pressure
fracturing
perforation
rock
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012100135368A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102536240B (zh
Inventor
姜光杰
姜锡慧
史小卫
王晓彬
林萌
孙明闯
张文勇
张彦起
白新华
付江伟
李凯星
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HENAN COAL SEAM GAS DEVELOPMENT AND UTILIZATION Co Ltd
Original Assignee
HENAN COAL SEAM GAS DEVELOPMENT AND UTILIZATION Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HENAN COAL SEAM GAS DEVELOPMENT AND UTILIZATION Co Ltd filed Critical HENAN COAL SEAM GAS DEVELOPMENT AND UTILIZATION Co Ltd
Priority to CN201210013536.8A priority Critical patent/CN102536240B/zh
Publication of CN102536240A publication Critical patent/CN102536240A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102536240B publication Critical patent/CN102536240B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

本发明属于煤矿开采领域，尤其涉及一种采用高压致裂的方法使煤层顶板致裂实现均衡卸压防治冲击地压的高压致裂防治冲击地压的方法，在设计施工区域内直接从地面向目标层布置钻孔、套管、射孔，并通过高压将水注入，从而使煤层顶板产生大量裂隙实现均衡卸压，通过压裂致使裂隙相互导通，破坏了岩石的原始形态，使原始应力场改变破坏，在回采过程中使上覆岩层随工作面推移而及时垮落，不再形成大面积悬顶，能够有效避免因悬顶过大垮落对采掘空间造成破坏，消除了冲击地压对矿山开采的威胁。

Description

一种高压致裂防治冲击地压的方法
技术领域
本发明属于煤矿开采领域，尤其涉及一种采用高压致裂的方法使煤层顶板致裂实现均衡卸压防治冲击地压的高压致裂防治冲击地压的方法。
背景技术
冲击地压是采矿过程中卸压失衡所造成的。煤层上覆的坚硬岩石大面积悬顶不落，垮落时巨大的冲击力造成采掘空间被破坏，因此防治冲击地压必须从均衡卸压抓起。
传统防治冲击地压的方法有岩层注水软化、顶板钻孔爆破垮落和开采保护层。岩层注水软化是通过水的物理化学作用改变冲击煤层的物理力学性质，降低煤层的冲击倾向性和应力状态；钻孔卸压是利用钻孔方法消除或减缓冲击地压危险的一种解危措施。钻孔卸压的实质是利用高应力条件下煤层中积聚的弹性能来破坏钻孔周围的煤体，使煤层卸压、释放能量，消除冲击危险；开采保护层是在进行多层开采时，先开采没有冲击危险的煤层(保护层)，目的是解放有冲击危险的煤层，从而降低冲击地压的潜在危险性。传统防治冲击地压的方法大都在井下实施，由于井下施工空间有限，只是局部消除冲击地压，不能进行大规模的卸压，以致在采矿过程中导致卸压不均衡。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对在采矿过程中均衡卸压困难、冲击地压防治实施措施空间受限的现状，而提供一种直接从地面向目标层布置钻孔，高压将水注入，从而使煤层顶板产生大量裂隙实现均衡卸压的高压致裂防治冲击地压的方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种高压致裂防治冲击地压的方法，其特征在于：其具体步骤如下：
步骤1：采用钻头从地面钻进至稳定基岩层处，下入地面套管对钻井进行固定；
步骤2：采用钻头自稳定基岩层钻进至煤层的底板处终止，下入竖井套管对钻井进行固定；
步骤3：分别在煤层和砾岩层或目标岩层用射孔枪向竖井套管四周开凿射孔；
步骤4：采用地面压裂设备，以40-60MPa的压力，注水量按8-16m3/min通过射孔向煤层进行注水，完成对煤层的压裂，在煤层形成煤层卸压带，压裂完成后，在煤层部分的竖井套管中充填河砂至砾岩层或目标岩层形成河砂充填套管；
步骤5：通过射孔对砾岩层或目标岩层进行压裂，使水沿射孔快速流动冲击岩石形成裂隙并快速延展形成岩层卸压带。
本发明具有如下有益效果：
1、在设计施工区域内通过压裂致使裂隙相互导通，破坏了岩石的原始形态，使原始应力场改变破坏；
2、在回采过程中使上覆岩层随工作面的推移而及时垮落，不再形成大面积悬顶；
 3、避免因悬顶过大垮落对采掘空间造成破坏，消除了冲击地压对矿山开采的威胁。
附图说明
图1为高压致裂防治冲击地压的方法的示意图之一。
图2为高压致裂防治冲击地压的方法的示意图之二。
具体实施方式
如图1、2所示：一种高压致裂防治冲击地压的方法，其特征在于：其具体步骤如下：
步骤1：采用钻头从地面钻进至稳定基岩层9的15m处，下入地面套管1对钻井进行固定，即固井；
步骤2：采用钻头自稳定基岩层9钻进至煤层2的底板20m 处终止，下入竖井套管3对钻井进行固定，即固井；
步骤3：分别在煤层2和砾岩层或目标岩层5用射孔枪向竖井套管3的四周开凿射孔4；
步骤4：采用地面压裂设备，以40-60MPa的压力，注水量按8-16m3/min通过射孔4向煤层2进行注水，完成对煤层2的压裂，在煤层2形成煤层卸压带6，压裂完成后，在煤层2部分的竖井套管3中充填河砂至砾岩层或目标岩层5形成河砂充填套管7；
步骤5：通过射孔4对砾岩层或目标岩层5进行压裂，使水沿射孔4快速流动冲击岩石形成裂隙并快速延展形成岩层卸压带8。

Claims (1)

1.一种高压致裂防治冲击地压的方法，其特征在于：其具体步骤如下：
步骤1：采用钻头从地面钻进至稳定基岩层（9）处，下入地面套管（1）对钻井进行固定；
步骤2：采用钻头自稳定基岩层（9）钻进至煤层（2）的底板处终止，下入竖井套管（3）对钻井进行固定；
步骤3：分别在煤层（2）和砾岩层或目标岩层（5）用射孔枪向竖井套管（3）四周开凿射孔（4）；
步骤4：采用地面压裂设备，以40-60MPa的压力，注水量按8-16m3/min通过射孔（4）向煤层（2）进行注水，完成对煤层（2）的压裂，在煤层（2）形成煤层卸压带（6），压裂完成后，在煤层（2）部分的竖井套管（3）中充填河砂至砾岩层或目标岩层（5）形成河砂充填套管（7）；
步骤5：通过射孔（4）对砾岩层或目标岩层（5）进行压裂，使水沿射孔（4）快速流动冲击岩石形成裂隙并快速延展形成岩层卸压带（8）。
CN201210013536.8A 2012-01-17 2012-01-17 一种高压致裂防治冲击地压的方法 Expired - Fee Related CN102536240B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210013536.8A CN102536240B (zh) 2012-01-17 2012-01-17 一种高压致裂防治冲击地压的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210013536.8A CN102536240B (zh) 2012-01-17 2012-01-17 一种高压致裂防治冲击地压的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102536240A true CN102536240A (zh) 2012-07-04
CN102536240B CN102536240B (zh) 2015-03-11

Family

ID=46344113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210013536.8A Expired - Fee Related CN102536240B (zh) 2012-01-17 2012-01-17 一种高压致裂防治冲击地压的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102536240B (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103821516A (zh) * 2014-03-10 2014-05-28 平顶山天安煤业股份有限公司 二次卸压防治冲击地压的方法
CN103939099A (zh) * 2014-04-11 2014-07-23 中国矿业大学 一种强冲击危险煤层群冲击地压的防治方法
CN104594898A (zh) * 2014-11-10 2015-05-06 山东科技大学 一种坚硬顶板注水卸压处理方法
CN104747232A (zh) * 2015-01-26 2015-07-01 大同煤矿集团有限责任公司 降低特厚煤层工作面远场坚硬顶板冲击性来压强度的方法
CN108625897A (zh) * 2018-03-14 2018-10-09 山东大学 一种隧道外侧富水区的人工引流泄压方法
CN109139014A (zh) * 2018-10-29 2019-01-04 六盘水师范学院 一种射孔预裂切顶沿空留巷方法
CN110185447A (zh) * 2019-05-19 2019-08-30 中铁十九局集团矿业投资有限公司 一种深部软破顶板坚硬矿体回采的垂直井压裂控制顶板方法
CN110512588A (zh) * 2019-08-13 2019-11-29 安徽理工大学 一种横跨矿区地表拉张裂隙带式保护区的保护方法
CN110792419A (zh) * 2019-10-18 2020-02-14 太原理工大学 一种煤矿冲击地压井上下超前预控方法
CN113653490A (zh) * 2021-10-21 2021-11-16 煤炭科学研究总院 一种近距离煤层群冲击地压地面防治方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2211322C2 (ru) * 2000-12-28 2003-08-27 Институт проблем комплексного освоения недр РАН Способ вскрытия углеводородсодержащих пластов
CN101240715A (zh) * 2008-01-24 2008-08-13 淮北矿业（集团）有限责任公司 地面钻井一井三用的瓦斯治理方法及地面钻井
US7445045B2 (en) * 2003-12-04 2008-11-04 Halliburton Energy Services, Inc. Method of optimizing production of gas from vertical wells in coal seams
CN102080526A (zh) * 2011-01-17 2011-06-01 河南理工大学 地面煤层顶板顺层水平压裂井抽采瓦斯方法
CN102086760A (zh) * 2010-12-20 2011-06-08 郑州大学 区域井下高压水力掏穴卸压开采煤层气方法
CN102116167A (zh) * 2011-01-25 2011-07-06 煤炭科学研究总院西安研究院 一种煤层气地面、井下立体化抽采系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2211322C2 (ru) * 2000-12-28 2003-08-27 Институт проблем комплексного освоения недр РАН Способ вскрытия углеводородсодержащих пластов
US7445045B2 (en) * 2003-12-04 2008-11-04 Halliburton Energy Services, Inc. Method of optimizing production of gas from vertical wells in coal seams
CN101240715A (zh) * 2008-01-24 2008-08-13 淮北矿业（集团）有限责任公司 地面钻井一井三用的瓦斯治理方法及地面钻井
CN102086760A (zh) * 2010-12-20 2011-06-08 郑州大学 区域井下高压水力掏穴卸压开采煤层气方法
CN102080526A (zh) * 2011-01-17 2011-06-01 河南理工大学 地面煤层顶板顺层水平压裂井抽采瓦斯方法
CN102116167A (zh) * 2011-01-25 2011-07-06 煤炭科学研究总院西安研究院 一种煤层气地面、井下立体化抽采系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
黄炳香等: "煤岩体水力致裂理论及其工艺技术框架", 《采矿与安全工程学报》 *

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103821516B (zh) * 2014-03-10 2016-09-21 平顶山天安煤业股份有限公司 二次卸压防治冲击地压的方法
CN103821516A (zh) * 2014-03-10 2014-05-28 平顶山天安煤业股份有限公司 二次卸压防治冲击地压的方法
CN103939099A (zh) * 2014-04-11 2014-07-23 中国矿业大学 一种强冲击危险煤层群冲击地压的防治方法
CN103939099B (zh) * 2014-04-11 2016-02-03 中国矿业大学 一种强冲击危险煤层群冲击地压的防治方法
CN104594898A (zh) * 2014-11-10 2015-05-06 山东科技大学 一种坚硬顶板注水卸压处理方法
CN104747232A (zh) * 2015-01-26 2015-07-01 大同煤矿集团有限责任公司 降低特厚煤层工作面远场坚硬顶板冲击性来压强度的方法
CN104747232B (zh) * 2015-01-26 2017-01-04 大同煤矿集团有限责任公司 降低特厚煤层工作面远场坚硬顶板冲击性来压强度的方法
CN108625897B (zh) * 2018-03-14 2020-04-24 山东大学 一种隧道外侧富水区的人工引流泄压方法
CN108625897A (zh) * 2018-03-14 2018-10-09 山东大学 一种隧道外侧富水区的人工引流泄压方法
CN109139014A (zh) * 2018-10-29 2019-01-04 六盘水师范学院 一种射孔预裂切顶沿空留巷方法
CN109139014B (zh) * 2018-10-29 2020-03-10 六盘水师范学院 一种射孔预裂切顶沿空留巷方法
CN110185447A (zh) * 2019-05-19 2019-08-30 中铁十九局集团矿业投资有限公司 一种深部软破顶板坚硬矿体回采的垂直井压裂控制顶板方法
CN110512588A (zh) * 2019-08-13 2019-11-29 安徽理工大学 一种横跨矿区地表拉张裂隙带式保护区的保护方法
CN110512588B (zh) * 2019-08-13 2021-05-25 安徽理工大学 一种横跨矿区地表拉张裂隙带式保护区的保护方法
CN110792419A (zh) * 2019-10-18 2020-02-14 太原理工大学 一种煤矿冲击地压井上下超前预控方法
CN110792419B (zh) * 2019-10-18 2021-07-16 太原理工大学 一种煤矿冲击地压井上下超前预控方法
CN113653490A (zh) * 2021-10-21 2021-11-16 煤炭科学研究总院 一种近距离煤层群冲击地压地面防治方法
CN113653490B (zh) * 2021-10-21 2022-01-14 煤炭科学研究总院 一种近距离煤层群冲击地压地面防治方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102536240B (zh) 2015-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102536240B (zh) 一种高压致裂防治冲击地压的方法
CN108643877B (zh) 煤矿井下煤层长钻孔分段压裂增透与抽采瓦斯方法
CN102383828B (zh) 深孔水力致裂驱赶瓦斯浅孔抽采的增透与消突方法
CN110953015B (zh) 一种松软低渗煤层长钻孔定向分段压裂高效瓦斯抽采方法
CN109736805A (zh) 一种厚层坚硬顶板改性卸压源头治理冲击地压的方法
CN102168575B (zh) 煤层底板水平分支井松动爆破抽采瓦斯的方法
CN102817603B (zh) 一种连通地面与地下开采煤层气的方法
CN104790951B (zh) 弱化距煤层100~350m高位坚硬顶板的方法及装置
CN104329113B (zh) 一种地面钻孔松动爆破煤层底板卸压抽采瓦斯的方法
CN104533467B (zh) 一种高承压水、断层破碎巷道的支护方法
CN110173264B (zh) 断顶与常规卸压防治坚硬顶板留巷冲击地压方法
CN108412453B (zh) 一种煤炭开采水与瓦斯共治系统及施工方法
CN103939099B (zh) 一种强冲击危险煤层群冲击地压的防治方法
CN106150503A (zh) 一种水力压裂治理坚硬顶板的方法
CN101280688B (zh) 突出煤层掘进工作面沿顶钻进大循环区域性消突方法
CN103953386B (zh) 一种上堵下渗抽采采动区瓦斯的方法
CN105089493B (zh) 地面垂直井与井下穿层钻孔联合卸压煤层气抽采方法
CN105971662A (zh) 一种l型钻孔分段压裂弱化煤层顶板的抽采瓦斯方法
CN105221129B (zh) 一种水压爆破启裂‑co2携支撑剂压裂的储层增透方法
CN112502663B (zh) 基于定向液压机械劈裂技术的帷幕注浆方法
WO2019029178A1 (zh) 一种废弃煤矿地面卸压钻孔瓦斯治理新工艺
CN107120137B (zh) 一种煤巷掘进沿煤层底板深孔预裂爆破抽采方法
CN104879159A (zh) 一种松软煤层回采工作面增透抽采瓦斯的装置及其方法
CN111764960B (zh) 一种煤炭开采离层水害防治方法
CN110374599A (zh) 一种煤岩反复钻孔形成巷道防冲弱结构的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150311

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee