CN102777180A - 一种煤矿主动式区域性防治冲击地压的方法 - Google Patents

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翟明华
姜福兴
孙春江
李伟
郭信山
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Abstract

本发明涉及一种以区域防冲为目标的改变煤层冲击倾向性的方法,包括如下步骤和内容:评估和选择在稳定岩层内掘进岩巷;在岩巷中布置钻孔群的施工硐室;在硐室中安装钻机;施工岩石钻孔;岩石钻孔进入煤层后,造斜钻孔,使钻孔沿着煤层延伸形成煤层钻孔;煤层钻孔施工完成后,进行远距离压裂作业,使煤层变为裂隙煤体,改变煤层冲击倾向性。按照防冲设计要求,重复上述步骤,在煤层内形成钻孔群,改变区域煤层冲击倾向性,以此防止掘进和回采时发生冲击地压灾害。本发明采用岩巷施工钻孔,不塌孔,易封孔,钻孔深度大,既可以改变煤层冲击倾向性,又可以进行瓦斯抽采,提高瓦斯抽采率。

Description

一种煤矿主动式区域性防治冲击地压的方法
技术领域
本发明涉及一种煤层远程主动式区域性卸压防冲的方法。
背景技术
煤矿冲击地压是指掘进和开采过程中煤体或岩体瞬间突出,造成人员伤亡和巷道、设备损坏,甚至地面产生震动的灾害性动力现象。
煤矿冲击地压的控制仍属于国际性难题,每年因冲击地压损坏巷道数千米,造成了很多人员伤亡事故,带来的直接经济损失数十亿元,影响了近百亿吨深部煤炭资源的安全高效开采。因此,改变煤层冲击倾向性技术,对攻克冲击地压防治的国际性难题,具有重要的科学价值。
目前国内外采用的主要是局部卸压防冲技术,如爆破、钻孔、注水等,工程量浩大,安全得不到保证。本发明提出一种在掘进和开采前实施远程改变煤层冲击倾向性的区域性主动防冲方法,能够实现防冲的目标。
技术思路描述:
远程改变煤层冲击倾向性主动式区域性防冲方法:
掘进前,通过施工长度达到千米以上的长钻孔群,实施高压致裂,形成一定宽度的,保障掘进和回采期间的防冲安全。属于区域性防冲技术领域。
煤矿中,对于高应力煤层或高瓦斯煤层,不能直接进行开采,必须对煤层进行预处理,如施工卸压钻孔或者施工瓦斯抽采钻孔。
如CN03113094A公开了一种低透气性高瓦斯软厚煤层远程卸压瓦斯抽放方法,首先开采距卸压煤层70m的下部、相对层间距为30至40倍的采煤层,受采动卸压与下沉作用,在卸压煤层中形成顺层张裂隙的卸压裂隙,预先由卸压煤层底板瓦斯抽放巷向卸压煤层打出上向网格式穿层抽放钻孔,卸压瓦斯沿顺层张裂隙向抽放钻孔汇集,并通过抽放管路得以抽放。本申请的技术方案,钻孔施工在煤巷中进行,孔口易坍塌,造成不成孔或钻孔报废。
如CN200810019549A公开了一种地面钻井一井三用的瓦斯治理方法及地面钻井,在地面利用同一个地面钻井按以下阶段进行瓦斯抽采;首先超前于煤炭开采,设置压裂井形式的地面钻井,以压裂法在煤层中形成人工裂缝和产气通道,利用瓦斯自然释放的正压进行瓦斯收集,消除下煤组的煤与瓦斯突出;其次开采下煤组,下煤组开采时对上煤组和中组煤造成采动卸压及应力释放,利用同一个地面钻井,以负压的方式抽采处于弯曲下沉带内上煤组和中煤组中的瓦斯;最后,开采上煤组和中煤组的同时,再次利用所述同一个地面钻井负压抽采中煤组或上煤组本层工作面开采时的采空区瓦斯。本申请的技术方案在地面施工,钻孔为垂直孔,其抽采、卸压范围受到限制,因此需要施工多个垂直钻孔,费时费力。另外,由于垂直孔在煤层中延伸距离最短,较水平孔同样的压力压裂后裂纹产生少。
发明内容
本发明的目的是提供一种以冲击地压防治为目标的改变煤层冲击倾向性,采用专业钻机在岩巷中施工钻孔,钻孔深入煤层距离长,能够造斜并沿着煤层延伸,直到防冲要求的位置。
一种煤层远程远程改变煤层冲击倾向性方法,包括如下步骤:选择岩层稳定的岩巷;在岩巷中设置钻孔施工硐室;在硐室中安装钻机;施工岩石钻孔;岩石钻孔进入煤层后,造斜钻孔,使钻孔沿着煤层延伸形成煤层钻孔;煤层钻孔施工完成后,进行压裂作业,使煤层产生裂隙从而形成卸压区。
岩巷可在煤层的顶板或底板内,也可以是单独施工或就近利用现有的巷道。
钻机选择现有千米定向钻机或研制专门的专业钻机,钻孔长度可达数千米甚至千米以上,
并且可以造斜,岩层钻孔利于密封,煤层钻孔利于压裂。
对于厚、特厚煤层,进行两次以上的造斜,使煤层孔覆盖厚煤层。
压裂技术采用高压(20-30MP)水力压裂,裂纹沿着煤层中的钻孔扩展、发育。
附图说明
图1是本发明的实施方式示意图。
其中:1——煤层;2——煤层钻孔;3——压裂缝;4——第二个待钻进的钻孔;5——弯曲钻孔;6——岩石钻孔与密封段;7——钻机;8——岩巷与硐室
具体实施方式
实施例:
一种煤层远程改变煤层冲击倾向性方法,包括如下步骤:选择岩层稳定的岩巷8;在岩巷中设置钻孔施工硐室8;在硐室中安装钻机7;施工岩石钻孔6;岩石钻孔6进入煤层后,造斜钻孔,使钻孔沿着煤层延伸形成煤层钻孔2;煤层钻孔2施工完成后,进行压裂作业,使煤层产生裂隙3,从而形成卸压区。
压裂技术采用水力压裂,在煤层1中产生裂纹3。

Claims (6)

1.一种改变煤层冲击倾向性的区域性防冲方法,包括如下步骤:选择性质稳定的岩巷(2);在岩巷中设置钻孔施工硐室(3);在硐室中安装钻机(4);施工岩石钻孔(5);岩石钻孔(5)进入煤层后,造斜钻孔,使钻孔沿着煤层延伸形成煤层钻孔(6);煤层钻孔(6)施工完成后,进行压裂作业,使煤层产生裂隙,从而改变煤层冲击倾向性。
2.如权利要求1所述的改变煤层冲击倾向性方法,其特征是:所述岩巷利用煤层顶板中或底板中现有的巷道。
3.如权利要求1或2所述的改变煤层冲击倾向性,其特征是:所述钻机采用可弯曲定向钻机。
4.如权利要求1所述的改变煤层冲击倾向性,其特征是:岩石钻孔、煤层钻孔长度最长千米以上。
5.如权利要求1或2或4之一所述的改变煤层冲击倾向性,其特征是:煤层中进行多钻孔卸压,从而形成卸压区(6)。
6.如权利要求1所述的改变煤层冲击倾向性,其特征是:所述的压裂为高压(20-30MP)水力压裂。
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