CN102678167B - 近距离煤层群水力压裂石门揭煤方法 - Google Patents

近距离煤层群水力压裂石门揭煤方法 Download PDF

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Abstract

一种近距离煤层群水力压裂石门揭煤方法，适用于在高瓦斯高地应力近距离煤层群同时石门揭煤卸压作业。先打一个穿过所有煤层的穿层钻孔，将多段压裂管连接为一体，通过近距离煤层群间隔设置的多个封孔聚氨酯反应袋对钻孔进行分段注浆，当回浆管出浆时，关闭回浆管阀门和注浆管阀门，停止注浆；待注浆材料凝固完全后，通过压裂管与水力压裂设备连接，对阻隔的多层煤层进行水力压裂，当水力压裂设备中压力表显示的压力值明显下降且无回升现象时，关闭压裂管阀门，停止注水。即可实现近距离煤层群同时有效的卸压增透，实现近距离煤层群同时石门揭煤作业，其方法简单、效果好、成本低。

Description

近距离煤层群水力压裂石门揭煤方法
技术领域
本发明涉及一种近距离煤层群水力压裂石门揭煤方法，属于煤矿井下区域瓦斯治理技术领域，尤其适用于在高瓦斯高地应力近距离煤层群中的多层石门揭煤消突过程。
背景技术
在突出危险矿井中，最易发生突出且突出强度较大的是石门揭煤。多年来，我国煤矿一直在研究如何防止石门揭煤时的突出，力图消除石门揭煤的突出危险，以达到防突的目的，虽然采取了钢骨架、注浆加固、预抽煤层瓦斯、水力冲孔甚至煤揭岩等一系列措施，但石门揭煤突出现象仍时有发生，甚至出现延期时间不等的突出，造成了煤矿企业财产的严重损失。学术界和企业界虽作出过不懈努力，但由于对石门揭煤时煤与瓦斯突出的机理不清楚，尽管对石门揭煤前进行过许多的突出预测和评估，也难以预先采取有效的工程措施进行消突。根据《防治煤与瓦斯突出细则》要求，石门揭开突出煤层之前，应选用综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标法或其他经试验证实有效的方法预测工作面突出危险性，即必须进行探煤及瓦斯压力的测定工作。但在煤层相距较近的情况下，如分开探煤及测压进行瓦斯突出危险性鉴定，则可能由于上个煤层的施工而导致下个煤层的埋藏遭到破坏，从而瓦斯压力测定失准。因此，必须寻找一种方法进行多级石门揭煤方法，以得到原始煤层瓦斯压力真实值，从而达到突出鉴定的效果。
发明内容
技术问题：本发明的目的是克服近距离煤层群石门揭煤的不足之处，降低近距离煤层群揭煤的突出危险性，提供一种效果明显、成功率高、成本低的近距离煤层群水力压裂石门揭煤方法。
技术方案：本发明近距离煤层群水力压裂石门揭煤方法，对近距离煤层群进行多级水力压裂，打一个穿过所有煤层的穿层钻孔，采用直径为25mm的无缝钢管作为压裂管，采用直径为19mm的镀锌管作为注浆管和回浆管，其步骤如下：
a．根据地质信息了解近距离煤层群的煤层厚度及煤层间的岩层厚度，从巷帮向近距离煤层群打一个穿过所有煤层的穿层钻孔；
b．根据煤层厚度及煤层间的岩层厚度，依次连接多段压裂管，将压裂管的前端封堵，并在预将位于各煤层内的压裂管的管段壁上分别施工若干小孔；
c．分别连接多段注浆管和多段回浆管，在预将位于各岩层区的注浆管段施工若干小孔；
d．在预将位于各煤层与岩层之间相接触钻孔段内用封孔聚氨酯反应袋捆绑压裂管、注浆管和回浆管，注浆管位于压裂管的下部，回浆管位于压裂管的上部；
e．挤压所有封孔聚氨酯反应袋，使聚氨酯反应袋中的两种化学浆液充分混合，将压裂管、注浆管和回浆管一起迅速送入钻孔内，使压裂管管壁上的小孔段位于各煤层内，注浆管管壁上的小孔段位于各岩层段内；
f．待封孔聚氨酯反应袋完全膨胀固化后，将注浆管与注浆设备连接，向煤层群中的各岩层内段内注入封孔材料，当回浆管流出浆时，关闭回浆管阀门和注浆管阀门，停止注浆；
g．待封孔材料凝固完全后，将压裂管与水力压裂设备连接，对煤层群各煤层内注水进行水力压裂，当水力压裂设备中压力表显示的压力值明显下降且无回升现象时，关闭压裂管阀门，停止注水。
有益效果：由于采用了上述技术方案，解决了现有近距离煤层群石门揭煤的缺陷，实现了煤层群的同时卸压，降低近距离煤层群揭煤的突出危险性，近距离煤层群石门揭煤时消突效果明显、成功率高、成本低，工作量小。满足了煤矿现场近距离煤层群石门揭煤等工作的需要。
附图说明
图1是本发明的近距离煤层群水力压裂石门揭煤方法实施例示意图。
图中：1—钻孔，2—回浆管，3—压裂管，4—注浆管，5—岩层，6—煤层，7—聚氨酯反应袋，8—封孔材料，9—压裂管小孔，10—注浆管小孔，11-1—回浆管阀门，11-2—压裂管阀门，11-3—注浆管阀门。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：
如图1所示，本发明的近距离煤层群水力压裂石门揭煤方法，采用直径为25mm的无缝钢管作为压裂管3，采用直径为19mm的镀锌管作为注浆管4和回浆管2。具体步骤如下：
a．根据地质信息了解近距离煤层群的煤层6厚度及煤层6间的岩层5厚度，从巷帮向近距离煤层群打一个穿过所有煤层6的穿层钻孔1，钻孔1直径为110mm；
b．根据煤层6厚度及煤层6间的岩层5厚度，依次连接多段压裂管3，将压裂管3的前端封堵，并在预将位于各煤层6内的压裂管3的管段壁上分别施工若干小孔9；
c．分别连接多段注浆管4和多段回浆管2，在预将位于各岩层5处的注浆管4段施工若干小孔10；
d．在预将位于各煤层6与岩层5之间相接触钻孔1段内用封孔聚氨酯反应袋7捆绑压裂管3、注浆管4和回浆管2，注浆管4位于压裂管3的下部，回浆管2位于压裂管3的上部；
e．挤压所有封孔聚氨酯反应袋7，使聚氨酯反应袋7中的两种化学浆液充分混合，将压裂管3、注浆管4和回浆管2一起迅速送入钻孔1内，使压裂管3管壁上的小孔9段位于各煤层6内，注浆管4管壁上的小孔10段位于各岩层5段内；
f．待封孔聚氨酯反应袋7完全膨胀固化后，将注浆管4与注浆设备连接，向煤层群中的各岩层5内段内注入封孔材料8，当回浆管2流出浆时，关闭回浆管阀门11-1和注浆管阀门11-3，停止注浆；
g．待封孔材料8凝固完全后，将压裂管3与水力压裂设备连接，对煤层群各煤层6内注水进行水力压裂，当水力压裂设备中压力表显示的压力值明显下降且无回升现象时，关闭压裂管阀门11-2，停止注水。

Claims (1)

1.一种近距离煤层群水力压裂石门揭煤方法，包括根据地质信息了解近距离煤层群的煤层（6）厚度及煤层（6）间的岩层（5）厚度，从巷帮向近距离煤层群打一个穿过所有煤层（6）的穿层钻孔（1），所述的穿层钻孔（1）直径为110mm，其特征在于包括如下步骤： 
a．根据煤层（6）厚度及煤层（6）间的岩层（5）厚度，依次连接多段压裂管（3），将压裂管（3）的前端封堵，并在预将位于各煤层（6）内的压裂管（3）的管段壁上分别施工若干小孔（9）；所述的压裂管（3）采用直径为25mm的无缝钢管；
c．分别连接多段注浆管（4）和多段回浆管（2），在预将位于各岩层（5）区的注浆管（4）段施工若干小孔（10）；注浆管（4）和回浆管（2）均采用直径为19mm的镀锌管；
d．在预将位于各煤层（6）与岩层（5）之间相接触钻孔（1）段内用封孔聚氨酯反应袋（7）捆绑压裂管（3）、注浆管（4）和回浆管（2），注浆管（4）位于压裂管（3）的下部，回浆管（2）位于压裂管（3）的上部；
e．挤压所有封孔聚氨酯反应袋（7），使聚氨酯反应袋（7）中的两种化学浆液充分混合，将压裂管（3）、注浆管（4）和回浆管（2）一起迅速送入钻孔（1）内，使压裂管（3）管壁上的小孔（9）段位于各煤层（6）内，注浆管（4）管壁上的小孔（10）段位于各岩层（5）段内；
f．待封孔聚氨酯反应袋（7）完全膨胀固化后，将注浆管（4）与注浆设备连接，向煤层群中的各岩层（5）内段内注入封孔材料（8），当回浆管（2）流出浆时，关闭回浆管阀门（11-1）和注浆管阀门（11-3），停止注浆；
g．待封孔材料（8）凝固完全后，将压裂管（3）与水力压裂设备连接，对煤层群各煤层（6）内注水进行水力压裂，当水力压裂设备中压力表显示的压力值明显下降且无回升现象时，关闭压裂管阀门（11-2），停止注水。
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