CN111236917A - 煤岩水-酸高压预裂软化防冲增透成套装备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了煤岩水‑酸高压预裂软化防冲增透成套装备和方法，包括钻孔系统、测控系统、封孔系统和水‑酸耦合加压系统，钻孔系统包括坑道钻机、钻杆和钻头，测控系统包括伽马射线测井仪和钻孔窥视仪，记录钻孔位置参数、岩性、裂隙发育情况和检测预裂效果，封孔系统包括分段压裂封孔器，水‑酸耦合加压系统包括高压水泵总成、气体增压泵总成、气‑水混合管总成和多孔并行供液管网；本发明将注水和注酸相合并，增加高压二氧化碳充装泵，直接将二氧化碳气体充装到高压气水混合管中，泵后注酸，避免酸液腐蚀高压水泵，实现高压注酸，单独开启水泵，可以实现水力压裂，单独开启二氧化碳充装泵实现高压气裂，二者同时开启实现酸液压裂。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿安全技术领域，具体为煤岩水-酸高压预裂软化防冲增透成套装备和方法。
背景技术
煤矿开采时，经常遇到煤体致密坚硬，透气性差，导致采煤机切割效率低，顶煤难以放出，煤层中瓦斯抽放困难，容易聚集瓦斯，发生瓦斯事故。另一种情况是煤体上方坚硬的顶板，工作面回采后采空区悬顶面积较大，岩体弹性能大量积聚，容易形成大面积顶板来压和冲击地压。
传统的方法都是先单一注水，然后单一注酸，注酸压力较小，酸液需要在地面配置储存入罐，然后运输到井下通过低压酸泵注入，从而扩展煤岩体裂缝，驱体瓦斯，实现软化，但是水和酸分别注入，所需设备较多，成本较高，操作较为麻烦。
基于此，本发明设计了煤岩水-酸高压预裂软化防冲增透成套装备和方法，以解决上述提到的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供煤岩水-酸高压预裂软化防冲增透成套装备和方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：煤岩水-酸高压预裂软化防冲增透成套装备，包括钻孔系统、测控系统、封孔系统和水-酸耦合加压系统，所述钻孔系统包括坑道钻机、钻杆和钻头，在坚硬煤岩中开凿钻孔，形成注水压裂通道，可采用普通的坑道钻机，也可以使用定向钻机，所述测控系统包括伽马射线测井仪和钻孔窥视仪，记录钻孔位置参数、岩性、裂隙发育情况和检测预裂效果，在钻孔形成后测量一次，预裂施工后再测量一次，所述封孔系统包括分段压裂封孔器(也可为整体压裂封孔器)，所述水-酸耦合加压系统包括高压水泵总成、气体增压泵总成、气-水混合管总成和多孔并行供液管网。
优选的，所述高压水泵总成包括水箱，所述水箱上开有净水入口，所述净水入口与过滤外筒相连接，所述过滤外筒内设有过滤袋内筒，所述过滤袋内筒与入口管路相连接，所述水箱上开有低压出水接口，所述低压出水接口通过高压胶管与柱塞泵进水接口相连接，所述柱塞泵进水口处设有进水口单向阀，所述柱塞泵内设有回位弹簧，所述回位弹簧端部连接有柱塞，所述柱塞与凸轮相接触，所述凸轮与防爆电机输出端相连接，所述柱塞泵上连接有出水管。
优选的，所述出水管上依次设有出水单向阀、水泵节流阀、水泵流量计和水泵压力表，水泵节流阀调节出水压力，水泵流量计显示出水量，水泵压力表显示出水压力。
优选的，所述气体增压泵总成包括气体增压泵压风接口、油水分离器、驱动气节流阀、驱动气压表、驱动气流量表、驱动换向阀和驱动气室，压缩空气依次经过气体增压泵压风接口、油水分离器、驱动气节流阀、驱动气压表、驱动气流量表、驱动换向阀和驱动气室，所述气体增压泵总成还包括增压泵二氧化碳接口，所述增压泵二氧化碳接口处设有二氧化碳气流量计，所述增压泵二氧化碳接口连接有左气管和右气管，所述左气管上依次设有左进单向阀和左出单向阀，所述右气管上依次设有右进单向阀和右出单向阀，所述左气管和右气管出口处连接有连接管，所述连接管上设有可调压安全阀、高压气压力表、出口节流阀、出口流量计和出口压力表。
优选的，所述气-水混合管总成包括气水混合管套、螺旋杆、高压水入口接头、高压气入口接头、混合管节流阀、混合管流量计和混合管压力管出口接头，所述高压气入口接头通过高压胶管与高压二氧化碳气接口相连接，所述高压水入口接头通过高压胶管与水泵高压水接口相连接，所述气水混合管套内设有螺旋杆，所述气水混合管套出口管上依次设有混合管节流阀、混合管流量计、混合管压力表。
优选的，所述多孔并行供液管网包括水-酸入口接头和高压水-酸总管，所述水-酸入口接头通过高压胶管与水-酸出口接头相连接，所述高压水-酸总管在钻孔口附近安设有分管三通，所述分管三通和分管之间设有分管开关阀，所述分管开关阀上通过U型快速接头与水酸分管相连接，所述水酸分管尾部连接有四通，所述四通的右侧出口连接有孔外压裂液胶管，所述孔外压裂液胶管上依次设有压裂液节流阀、压裂液流量计和压裂液压力表，所述四通的下侧出口连接有孔外胶囊膨胀液胶管，所述孔外胶囊膨胀液胶管上依次设有膨胀液节流阀、膨胀液流量计和膨胀液压力表，所述四通的左侧出口处设有分管泄压阀。
优选的，所述水-酸总管的尾端安设总管安全阀和总管截止阀。
煤岩水-酸高压预裂软化防冲增透方法，包括以下步骤：
S1，钻孔：用坑道钻机或者定向钻机按照设计的钻孔参数向坚硬煤岩钻孔，首先用4根液压柱将钻机压紧，钻杆分段从后方插入钻机，通过控制钻机后柱和前柱来调节钻杆的开口高度和倾角，操作液压控制台来控制钻杆旋转，实现对巷道煤层、岩层钻孔施工；
S2，测量钻孔：钻孔形成后，使用钻孔窥视仪和伽马射线测井仪对钻孔进行窥视测井，详细记录钻孔的深度、倾角、方位角、裂隙发育情况和岩性，
S21，对于水平钻孔和仰孔，采用钻孔窥视仪测控，将陀螺视频传感器插入孔口，数据线一头连接陀螺视频传感器，另一头穿过深度传感器连接到数据接收器，深度数据线一头连接数据接收器，另一头连接深度传感器，插接推杆前端插入陀螺视频传感器，然后推进，当一根推完后，在插接一根继续推进，推进过程中记录相关数据，
S22，对于俯孔，采用伽马射线测井仪测控，测控方法与水平钻孔相同；
S3，封孔：采用胶囊封孔器(分段压裂封孔器或整体压裂封孔器)，将封孔器塞入钻孔预裂位置，加压密封，以钻孔不漏水为宜，
S31，分段压裂封孔：前胶囊和后胶囊通过推送杆接头连接，连接短管一端连接后胶囊膨胀管前接口，另一端连接前胶囊膨胀管接口，孔内胶囊膨胀液胶管连接后胶囊膨胀管后接头，连接推送杆到后胶囊，胶囊放入钻孔，续接推送杆，直到胶囊封孔器到达指定预裂部位，
S32，整段压裂封孔：拆掉前胶囊，后胶囊膨胀管前接口堵死，孔内胶囊膨胀液胶管连接后胶囊膨胀管后接头，连接推送杆到后胶囊，胶囊放入钻孔，续接推送杆，直到胶囊到超过孔口m，停止推进；
S4，水-酸耦合加压预裂：
S41，将巷道静压水管接入静压水接口，清水经过入口管路依次经过过滤袋内筒、过滤袋外筒、净水入口、水箱、球阀，到达水箱低压出水接口，清水通过高压胶管进入柱塞泵进水接口，启动防爆电机，防爆电机带动凸轮轴旋转，柱塞做往复运动，水由进水单向阀吸入，然后经由出水单向阀压出，可水泵节流阀调节出水压力，使水泵流量达到要求流量，通过水泵流量计显示出水量，压力表显示出水压力，
S42，接入二氧化碳和风管压缩空气，出口节流阀全开，逐步开大驱动气节流阀使增压泵缓慢平稳运行，出口流量计流量达到设计值，可调压安全阀压力设定对气压进行调节，关闭出口节流阀，调节驱动气节流阀使驱动气压表压力达到设定值，可调压安全阀开启，缓慢打开出口流量阀指导流量达到设计值，
S43，将高压气和高压水接入气水混合管套内，调节混合管节流阀，直到混合管流量达需要流量，通过混合管流量计可观察混合流量的大小，通过混合管压力表观察压力值，
S44，通过多孔平行管网将混合器出口与相对应的封孔器入口相连接，打开总管截止阀，压裂液到达总管截止阀后关闭总管截止阀，打开使用分管开关阀，打开膨胀液节流阀，液体流入胶囊内部空腔，随着压力的升高，前后胶囊膨胀，从而起到封孔的作用，观测膨胀液压力表，当压力达到设计要求后关闭膨胀液节流阀，打开压裂液节流阀，压裂液由水-酸出口流出，进入推送杆，从连接处圆孔中喷出，然后进入封孔器形成的密闭空间，依靠压力压入岩石的裂隙，同时扩大岩石裂缝，通过开闭各个分管路上的开关阀，可以实现多孔同时并行作业。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将注水和注酸相合并，将地面酸液配置设备改装后与井下高压注水设备配套使用，不在使用低压注酸泵，增加高压二氧化碳充装泵，直接将二氧化碳气体充装到高压气水混合管中，高压气-水混合管位于高压水泵出水端后，泵后注酸，避免酸液腐蚀高压水泵，水和二氧化碳混合后形成碳酸，实现高压注酸，单独开启水泵，可以实现水力压裂，单独开启二氧化碳充装泵实现高压气裂，二者同时开启实现酸液压裂。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明钻孔系统结构示意图；
图2为本发明测控系统结构示意图；
图3为本发明封孔系统结构示意图；
图4为本发明高压水泵总成结构示意图；
图5为本发明气体增压泵总成结构示意图；
图6为本发明气-水混合管总成结构示意图；
图7为本发明多孔并行供液管网结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7，本发明提供煤岩水-酸高压预裂软化防冲增透成套装备和方法技术方案：包括钻孔系统1、测控系统2、封孔系统3和水-酸耦合加压系统，钻孔系统1包括坑道钻机101、钻杆102和钻头105，在坚硬煤岩中开凿钻孔，形成注水压裂通道，可采用普通的坑道钻机，也可以使用定向钻机，测控系统2包括伽马射线测井仪202和钻孔窥视仪，记录钻孔位置参数、岩性、裂隙发育情况和检测预裂效果，在钻孔形成后测量一次，预裂施工后再测量一次，封孔系统3包括分段压裂封孔器(也可为整体压裂封孔器)，水-酸耦合加压系统包括高压水泵总成4、气体增压泵总成5、气-水混合管总成6和多孔并行供液管网7。
其中，高压水泵总成4包括水箱403，水箱403上开有净水入口，净水入口与过滤袋外筒402相连接，过滤袋外筒402内设有过滤袋内筒401，过滤袋内筒与入口管路相连接，水箱403上开有低压出水接口405，低压出水接口405通过高压胶管与柱塞泵进水接口406相连接，柱塞泵进水口处设有进水口单向阀，柱塞泵内设有回位弹簧407，回位弹簧407端部连接有柱塞408，柱塞408与凸轮409相接触，凸轮409与防爆电机410输出端相连接，柱塞泵上连接有出水管411，出水管411上依次设有出水单向阀、水泵节流阀412、水泵流量计413和水泵压力表414，水泵节流阀412调节出水压力，水泵流量计413显示出水量，水泵压力表414显示出水压力。
其中，气体增压泵总成5包括气体增压泵压风接口501、油水分离器502、驱动气节流阀503、驱动气压表505、驱动气流量表504、驱动换向阀506和驱动气室507，压缩空气依次经过气体增压泵压风接口501、油水分离器502、驱动气节流阀503、驱动气压表505、驱动气流量表504、驱动换向阀506和驱动气室507，气体增压泵总成5还包括增压泵二氧化碳接口508，增压泵二氧化碳接口508处设有二氧化碳气流量计509，增压泵二氧化碳接口508连接有左气管510和右气管511，左气管510上依次设有左进单向阀512和左出单向阀513，右气管511上依次设有右进单向阀514和右出单向阀515，左气管510和右气管511出口处连接有连接管516，连接管516上设有可调压安全阀517、高压气压力表518、出口节流阀519、出口流量计520和出口压力表521。
其中，气-水混合管总成6包括气水混合管套601、螺旋杆602、高压水入口接头、高压气入口接头、混合管节流阀603、混合管流量计604和混合管压力管出口接头，高压气入口接头通过高压胶管与高压二氧化碳气接口相连接，高压水入口接头通过高压胶管与水泵高压水接口相连接，气水混合管套601内设有螺旋杆602，气水混合管套601出口管上依次设有混合管节流阀603、混合管流量计604、混合管压力表605。
其中，多孔并行供液管网7包括水-酸入口接头和高压水-酸总管601，水-酸入口接头通过高压胶管与水-酸出口接头相连接，高压水-酸总管601在钻孔口附近安设有分管三通602，分管三通602和分管之间设有分管开关阀603，分管开关阀603上通过U型快速接头604与水酸分管605相连接，水酸分管605尾部连接有四通606，四通606的右侧出口连接有孔外压裂液胶管607，孔外压裂液胶管607上依次设有压裂液节流阀608、压裂液流量计609和压裂液压力表610，四通606的下侧出口连接有孔外胶囊膨胀液胶管611，孔外胶囊膨胀液胶管611上依次设有膨胀液节流阀612、膨胀液流量计613和膨胀液压力表614，四通606的左侧出口处设有分管泄压阀615，水-酸总管的尾端安设总管安全阀616和总管截止阀617。
煤岩水-酸高压预裂软化防冲增透方法，包括以下步骤：
S1，钻孔：用坑道钻机101或者定向钻机101按照设计的钻孔参数向坚硬煤岩钻孔，首先用4根液压柱103将钻机101压紧，钻杆102分段从后方插入钻机101，通过控制钻机101后柱和前柱来调节钻杆102的开口高度和倾角，操作液压控制台104来控制钻杆102旋转，实现对巷道煤层、岩层钻孔施工；
S2，测量钻孔：钻孔形成后，使用钻孔窥视仪和伽马射线测井仪202对钻孔进行窥视测井，详细记录钻孔的深度、倾角、方位角、裂隙发育情况和岩性，
S21，对于水平钻孔和仰孔，采用钻孔窥视仪测控，将陀螺视频传感器201插入孔口，数据线206一头连接陀螺视频传感器201，另一头穿过深度传感器203连接到数据接收器205，深度数据线204一头连接数据接收器205，另一头连接深度传感器203，插接推杆207前端插入陀螺视频传感器201，然后推进，当一根推完后，在插接一根继续推进，推进过程中记录相关数据，
S22，对于俯孔，采用伽马射线测井仪202测控，测控方法与水平钻孔相同；
S3，封孔：采用胶囊封孔器(分段压裂封孔器或整体压裂封孔器)，将封孔器塞入钻孔预裂位置，加压密封，以钻孔不漏水为宜，
S31，分段压裂封孔：前胶囊304和后胶囊302通过推送杆301接头连接，连接短管303一端连接后胶囊302膨胀管前接口，另一端连接前胶囊304膨胀管接口，孔内胶囊膨胀液胶管305连接后胶囊302膨胀管后接头，连接推送杆301到后胶囊302，胶囊放入钻孔，续接推送杆301，直到胶囊封孔器到达指定前胶囊304裂部位，
S32，整段压裂封孔：拆掉前胶囊304，后胶囊302膨胀管前接口堵死，孔内胶囊膨胀液胶管305连接后胶囊302膨胀管后接头，连接推送杆301到后胶囊302，胶囊放入钻孔，续接推送杆301，直到胶囊到超过孔口10m，停止推进；
S4，水-酸耦合加压预裂：
S41，将巷道静压水管接入静压水接口，清水经过入口管路依次经过过滤袋内筒401、过滤袋外筒402、净水入口、水箱403、球阀404，到达水箱403低压出水接口405，清水通过高压胶管进入柱塞泵进水接口406，启动防爆电机410，防爆电机410带动凸轮409轴旋转，柱塞408做往复运动，水由进水单向阀吸入，然后经由出水单向阀压出，可水泵节流阀412调节出水压力，使水泵流量达到要求流量，通过水泵流量计413显示出水量，水泵压力表414显示出水压力，
S42，接入二氧化碳和风管压缩空气，出口节流阀519全开，逐步开大驱动气节流阀503使增压泵缓慢平稳运行，出口流量计520流量达到设计值，可调压安全阀517压力设定对气压进行调节，关闭出口节流阀519，调节驱动气节流阀503使驱动气压表505压力达到设定值，可调压安全阀517开启，缓慢打开出口流量阀指导流量达到设计值，
S43，将高压气和高压水接入气水混合管套601内，调节混合管节流阀603，直到混合管流量达需要流量，通过混合管流量计604可观察混合流量的大小，通过混合管压力表605观察压力值，
S44，通过多孔平行管网将混合器出口与相对应的封孔器入口相连接，打开总管截止阀617，压裂液到达总管截止阀617后关闭总管截止阀617，打开使用分管开关阀603，打开膨胀液节流阀612，液体流入胶囊内部空腔，随着压力的升高，前后胶囊膨胀，从而起到封孔的作用，观测膨胀液压力表614，当压力达到设计要求后关闭膨胀液节流阀612，打开压裂液节流阀608，压裂液由水-酸出口流出，进入推送杆301，从连接处圆孔中喷出，然后进入封孔器形成的密闭空间，依靠压力压入岩石的裂隙，同时扩大岩石裂缝，通过开闭各个分管路上的开关阀，可以实现多孔同时并行作业，提高工作效率。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (8)
1.煤岩水-酸高压预裂软化防冲增透成套装备，其特征在于：包括钻孔系统(1)、测控系统(2)、封孔系统(3)和水-酸耦合加压系统，所述钻孔系统(1)包括坑道钻机(101)、钻杆(102)和钻头(105)，在坚硬煤岩中开凿钻孔，形成注水压裂通道，所述测控系统(2)包括伽马射线测井仪(202)和钻孔窥视仪，记录钻孔位置参数、岩性、裂隙发育情况和检测预裂效果，在钻孔形成后测量一次，预裂施工后再测量一次，所述封孔系统(3)包括分段压裂封孔器，所述水-酸耦合加压系统包括高压水泵总成(4)、气体增压泵总成(5)、气-水混合管总成(6)和多孔并行供液管网(7)。
2.根据权利要求1所述的煤岩水-酸高压预裂软化防冲增透成套装备，其特征在于：所述高压水泵总成(4)包括水箱(403)，所述水箱(403)上开有净水入口，所述净水入口与过滤袋外筒(402)相连接，所述过滤袋外筒(402)内设有过滤袋内筒(401)，所述过滤袋内筒(401)与入口管路相连接，所述水箱(403)上开有低压出水接口(405)，所述低压出水接口(405)通过高压胶管与柱塞泵进水接口(406)相连接，所述柱塞泵进水口处设有进水口单向阀，所述柱塞泵内设有回位弹簧(407)，所述回位弹簧(407)端部连接有柱塞(408)，所述柱塞(408)与凸轮(409)相接触，所述凸轮(409)与防爆电机(410)输出端相连接，所述柱塞泵上连接有出水管(411)。
3.根据权利要求2所述的煤岩水-酸高压预裂软化防冲增透成套装备，其特征在于：所述出水管(411)上依次设有出水单向阀、水泵节流阀(412)、水泵流量计(413)和水泵压力表(414)，水泵节流阀(412)调节出水压力，水泵流量计(413)显示出水量，水泵压力表(414)显示出水压力。
4.根据权利要求3所述的煤岩水-酸高压预裂软化防冲增透成套装备，其特征在于：所述气体增压泵总成(5)包括气体增压泵压风接口(501)、油水分离器(502)、驱动气节流阀(503)、驱动气压表(505)、驱动气流量表(504)、驱动换向阀(506)和驱动气室(507)，压缩空气依次经过气体增压泵压风接口(501)、油水分离器(502)、驱动气节流阀(503)、驱动气压表(505)、驱动气流量表(504)、驱动换向阀(506)和驱动气室(507)，所述气体增压泵总成(5)还包括增压泵二氧化碳接口(508)，所述增压泵二氧化碳接口(508)处设有二氧化碳气流量计(509)，所述增压泵二氧化碳接口(508)连接有左气管(510)和右气管(511)，所述左气管(510)上依次设有左进单向阀(512)和左出单向阀(513)，所述右气管(511)上依次设有右进单向阀(514)和右出单向阀(515)，所述左气管(510)和右气管(511)出口处连接有连接管(516)，所述连接管(516)上设有可调压安全阀(517)、高压气压力表(518)、出口节流阀(519)、出口流量计(520)和出口压力表(521)。
5.根据权利要求4所述的煤岩水-酸高压预裂软化防冲增透成套装备，其特征在于：所述气-水混合管总成(6)包括气水混合管套(601)、螺旋杆(602)、高压水入口接头、高压气入口接头、混合管节流阀(603)、混合管流量计(604)和混合管压力管出口接头，所述高压气入口接头通过高压胶管与高压二氧化碳气接口相连接，所述高压水入口接头通过高压胶管与水泵高压水接口相连接，所述气水混合管套(601)内设有螺旋杆(602)，所述气水混合管套(601)出口管上依次设有混合管节流阀(603)、混合管流量计(604)、混合管压力表(605)。
6.根据权利要求5所述的煤岩水-酸高压预裂软化防冲增透成套装备，其特征在于：所述多孔并行供液管网(7)包括水-酸入口接头和高压水-酸总管(601)，所述水-酸入口接头通过高压胶管与水-酸出口接头相连接，所述高压水-酸总管(601)在钻孔口附近安设有分管三通(602)，所述分管三通(602)和分管之间设有分管开关阀(603)，所述分管开关阀(603)上通过U型快速接头(604)与水酸分管(605)相连接，所述水酸分管(605)尾部连接有四通(606)，所述四通(606)的右侧出口连接有孔外压裂液胶管(607)，所述孔外压裂液胶管(607)上依次设有压裂液节流阀(608)、压裂液流量计(609)和压裂液压力表(610)，所述四通(606)的下侧出口连接有孔外胶囊膨胀液胶管(611)，所述孔外胶囊膨胀液胶管(611)上依次设有膨胀液节流阀(612)、膨胀液流量计(613)和膨胀液压力表(614)，所述四通(606)的左侧出口处设有分管泄压阀(615)。
7.根据权利要求6所述的煤岩水-酸高压预裂软化防冲增透成套装备，其特征在于：所述水-酸总管的尾端安设总管安全阀(616)和总管截止阀(617)。
8.煤岩水-酸高压预裂软化防冲增透方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，钻孔：用坑道钻机(101)或者定向钻机(101)按照设计的钻孔参数向坚硬煤岩钻孔，首先用4根液压柱(103)将钻机(101)压紧，钻杆(102)分段从后方插入钻机(101)，通过控制钻机(101)后柱和前柱来调节钻杆(102)的开口高度和倾角，操作液压控制台(104)来控制钻杆(102)旋转，实现对巷道煤层、岩层钻孔施工；
S2，测量钻孔：钻孔形成后，使用钻孔窥视仪和伽马射线测井仪(202)对钻孔进行窥视测井，详细记录钻孔的深度、倾角、方位角、裂隙发育情况和岩性，
S21，对于水平钻孔和仰孔，采用钻孔窥视仪测控，将陀螺视频传感器(201)插入孔口，数据线(206)一头连接陀螺视频传感器(201)，另一头穿过深度传感器(203)连接到数据接收器(205)，深度数据线(204)一头连接数据接收器(205)，另一头连接深度传感器(203)，插接推杆(207)前端插入陀螺视频传感器(201)，然后推进，当一根推完后，在插接一根继续推进，推进过程中记录相关数据，
S22，对于俯孔，采用伽马射线测井仪(202)测控，测控方法与水平钻孔相同；
S3，封孔：采用胶囊封孔器，将封孔器塞入钻孔预裂位置，加压密封，以钻孔不漏水为宜，
S31，分段压裂封孔：前胶囊(304)和后胶囊(302)通过推送杆(301)接头连接，连接短管(303)一端连接后胶囊(302)膨胀管前接口，另一端连接前胶囊(304)膨胀管接口，孔内胶囊膨胀液胶管(305)连接后胶囊(302)膨胀管后接头，连接推送杆(301)到后胶囊(302)，胶囊放入钻孔，续接推送杆(301)，直到胶囊封孔器到达指定前胶囊(304)裂部位，
S32，整段压裂封孔：拆掉前胶囊(304)，后胶囊(302)膨胀管前接口堵死，孔内胶囊膨胀液胶管(305)连接后胶囊(302)膨胀管后接头，连接推送杆(301)到后胶囊(302)，胶囊放入钻孔，续接推送杆(301)，直到胶囊到超过孔口10m，停止推进；
S4，水-酸耦合加压预裂：
S41，将巷道静压水管接入静压水接口，清水经过入口管路依次经过过滤袋内筒(401)、过滤袋外筒(402)、净水入口、水箱(403)、球阀(404)，到达水箱(403)低压出水接口(405)，清水通过高压胶管进入柱塞泵进水接口(406)，启动防爆电机(410)，防爆电机(410)带动凸轮(409)轴旋转，柱塞(408)做往复运动，水由进水单向阀吸入，然后经由出水单向阀压出，可水泵节流阀(412)调节出水压力，使水泵流量达到要求流量，通过水泵流量计(413)显示出水量，水泵压力表(414)显示出水压力，
S42，接入二氧化碳和风管压缩空气，出口节流阀(519)全开，逐步开大驱动气节流阀(503)使增压泵缓慢平稳运行，出口流量计(520)流量达到设计值，可调压安全阀(517)压力设定对气压进行调节，关闭出口节流阀(519)，调节驱动气节流阀(503)使驱动气压表(505)压力达到设定值，可调压安全阀(517)开启，缓慢打开出口流量阀指导流量达到设计值，
S43，将高压气和高压水接入气水混合管套(601)内，调节混合管节流阀(603)，直到混合管流量达需要流量，通过混合管流量计(604)可观察混合流量的大小，通过混合管压力表(605)观察压力值，
S44，通过多孔平行管网将混合器出口与相对应的封孔器入口相连接，打开总管截止阀(617)，压裂液到达总管截止阀(617)后关闭总管截止阀(617)，打开使用分管开关阀(603)，打开膨胀液节流阀(612)，液体流入胶囊内部空腔，随着压力的升高，前后胶囊膨胀，从而起到封孔的作用，观测膨胀液压力表(614)，当压力达到设计要求后关闭膨胀液节流阀(612)，打开压裂液节流阀(608)，压裂液由水-酸出口流出，进入推送杆(301)，从连接处圆孔中喷出，然后进入封孔器形成的密闭空间，依靠压力压入岩石的裂隙，同时扩大岩石裂缝，通过开闭各个分管路上的开关阀，可以实现多孔同时并行作业。
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