CN109886550A - 煤矿地面压裂坚硬顶板控制强矿压效果综合评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及采用地面压裂的方法对坚硬顶板进行压裂弱化时的压裂效果综合评价方法，具体为煤矿地面压裂坚硬顶板控制强矿压效果综合评价方法，填补目前缺乏地面压裂效果综合评价方法。具体步骤为：一、地表压裂井周围布置检波器；二、监测裂缝扩展方向；三、井下布置巷道变形和支架阻力测点；四、监测测点数据；五、对比分析给出压裂效果。优点：在裂缝扩展范围内监测巷道变形及支架受力，保证了评价效果的可靠性和准确性。

Description

煤矿地面压裂坚硬顶板控制强矿压效果综合评价方法
技术领域
本发明属于采用地面压裂技术对坚硬顶板进行压裂弱化控制技术领域，具体是一种煤矿地面压裂坚硬顶板控制强矿压效果综合评价方法。
背景技术
地下煤层开采时，上覆岩层受扰动发生破断失稳，对工作面造成矿压危害；尤其对于坚硬顶板条件，因顶板抗拉强度大，破断步距广，坚硬顶板的破断失稳更易造成采场强矿压显现，因此对于坚硬顶板的控制尤为重要。采用地面水力压裂坚硬顶板的方法，即通过地面压裂装备对煤层上覆坚硬顶板进行压裂，降低顶板的完整性和破断步距，从而实现减弱采场矿压的目的，是目前对于坚硬顶板控制的一个创新性强、效果显著的控制技术措施。但对于地面压裂的效果评价，目前缺乏一个较为客观完善的评价方法，无法定性定量的考量坚硬顶板地面压裂的控制效果。
发明内容
本发明为了解决目前缺乏一个较为客观完善的评价方法，无法定性定量的考量坚硬顶板地面压裂的控制效果的问题，提供一种煤矿地面压裂坚硬顶板控制强矿压效果综合评价方法。
本发明采取以下技术方案：一种煤矿地面压裂坚硬顶板控制强矿压效果综合评价方法，包括以下步骤，
a.在地面压裂井周围布置微震检波器用以监测压裂裂缝扩展方向，检波器埋于地表之下10~15cm；
b.开始压裂，通过检波器捕捉岩层破裂信号，实时记录裂缝扩展方向至压裂结束；
c.在裂缝扩展区域对应井下工作面巷道中，每隔5~10m布置位移测点，在工作面支架每隔10架布置支架阻力监测仪；
d.当工作面开采至裂缝扩展区域内，监测巷道变形最大值Smax，工作面平均支架阻力Paver，同时，对相似条件未压裂工作面同一区域内巷道变形最大值Smax 0、工作面平均支架阻力Paver 0进行监测；
e.对比两个工作面的巷道变形最大值和平均支架工作阻力，若Smax=（0.1~0.3）Smax 0、Paver=（0.1~0.6）Paver 0，则认为地面压裂的强矿压控制效果极好；若Smax=（0.1~0.3）Smax 0、Paver=（0.7~1.0）Paver 0或Smax=（0.4~0.7）Smax 0、Paver≤Paver 0，则认为地面压裂的强矿压控制效果较好；若Smax=（0.8~1.0）Smax 0、Paver≤Paver 0，则认为地面压裂的强矿压控制效果一般。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：1）首先对裂缝扩展区域进行监测，然后在裂缝扩展区域对应井下工作面范围内对巷道变形及支架受力进行监测对比，保证了压裂效果评价的可靠性；2）通过现场实测巷道变形和支架受力的方法，保证了压裂效果评价的准确性；3）通过监测裂缝扩展范围及井下工作面巷道变形及支架受力特征即可对地面压裂效果进行评价，评价方法简单易行，应用前景广阔。
具体实施方式
下面以大同矿区坚硬顶板特厚煤层开采条件的地面压裂目标层选取为例，对本发明作进一步的描述。
一种煤矿地面压裂坚硬顶板控制强矿压效果综合评价方法，其步骤在于：
a.在地面压裂井周围布置微震检波器用以监测压裂裂缝扩展方向，检波器埋于地表之下10~15cm。
b.开始压裂，通过检波器捕捉岩层破裂信号，实时记录裂缝扩展方向至压裂结束。
c.在裂缝扩展区域对应井下工作面巷道中，每隔5m布置位移测点，在工作面支架每隔10架布置支架阻力监测仪。
d.当工作面开采至裂缝扩展区域内，监测巷道变形最大值Smax，工作面平均支架阻力Paver，得到巷道变形最大值为0.4m，支架平均阻力为9000kN，同时，对相似条件未压裂工作面同一区域内巷道变形最大值Smax 0、工作面平均支架阻力Paver 0进行监测，得到巷道变形最大值为1.5m，支架平均阻力为12000kN。
e.对比两个工作面的巷道变形最大值和平均支架工作阻力，结果表明，Smax=0.26Smax 0、Paver=0.75Paver 0，则认为地面压裂的强矿压控制效果较好。

Claims (1)

1.一种煤矿地面压裂坚硬顶板控制强矿压效果综合评价方法，其特征在于：包括以下步骤，
a.在地面压裂井周围布置微震检波器用以监测压裂裂缝扩展方向，检波器埋于地表之下10~15cm；
b.开始压裂，通过检波器捕捉岩层破裂信号，实时记录裂缝扩展方向至压裂结束；
c.在裂缝扩展区域对应井下工作面巷道中，每隔5~10m布置位移测点，在工作面支架每隔10架布置支架阻力监测仪；
d.当工作面开采至裂缝扩展区域内，监测巷道变形最大值Smax，工作面平均支架阻力Paver，同时，对相似条件未压裂工作面同一区域内巷道变形最大值Smax 0、工作面平均支架阻力Paver 0进行监测；
e.对比两个工作面的巷道变形最大值和平均支架工作阻力，若Smax=（0.1~0.3）Smax 0、Paver=（0.1~0.6）Paver 0，则认为地面压裂的强矿压控制效果极好；若Smax=（0.1~0.3）Smax 0、Paver=（0.7~1.0）Paver 0或Smax=（0.4~0.7）Smax 0、Paver≤Paver 0，则认为地面压裂的强矿压控制效果较好；若Smax=（0.8~1.0）Smax 0、Paver≤Paver 0，则认为地面压裂的强矿压控制效果一般。
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