CN112253114B - 煤矿井下深孔水力预裂弱化煤层中坚硬夹矸层的方法 - Google Patents

Abstract

一种煤矿井下深孔水力预裂弱化煤层中坚硬夹矸层的方法，其包含如下步骤：第一步：确定回采工作面中坚硬夹矸层的赋存形态和范围；第二步：钻孔布设和压裂技术参数的确定；第三步：钻孔施工；步骤四：压裂设备孔内输送与压裂施工；因此，本发明能克服现有弱化煤层中坚硬夹矸层技术的缺陷和存在的问题，实现更加绿色、安全、高效的弱化坚硬夹矸层的效果，实现了煤矿井下回采工作面中坚硬夹矸层超前弱化，完成了深孔内预裂整套施工装备的顺利回收，保证压裂施工效率，解决了现有技术中存在的技术缺陷性问题。

Description

煤矿井下深孔水力预裂弱化煤层中坚硬夹矸层的方法

技术领域

本发明涉及煤矿安全生产的技术领域，尤其涉及煤矿井下回采工作面中赋存大范围坚硬夹矸层弱化技术领域，具体为一种煤矿井下深孔水力预裂弱化煤层中坚硬夹矸层的方法。

背景技术

随着科技的进步，煤矿井下开采煤层已进入综合机械化时代，在开采赋存大范围坚硬夹矸层的煤层时，特别是对全长工作面分布有坚硬夹矸层的综采工作面，会严重影响割煤机的割煤速度，进而影响到采煤工作面的回采速率和煤炭产出率，同时因硬碰硬而伴随着摩擦火花的产生，这些因素对煤矿井下工作面的安全高效回采造成极大的制约和隐患，是煤矿生产一线眼下亟需解决的重大难题。在煤矿井下实际生产割煤过程中，当煤层夹矸厚度较小时(小于0.2m)，割煤机的滚筒可将其轻松割落；当夹矸厚度较大且坚硬时，若割煤机的滚筒强行截割回采，会导致割煤机摇臂受力过大，极易使连接部件受损，更会严重损坏滚筒截齿。因此该坚硬夹矸层的存在，严重影响到工作面推进速度，进而影响到日进尺量，最终导致日产煤量急剧下降。同时，由于割煤机截齿强行切割坚硬夹矸层而过度疲劳，损伤严重，需不断更换新构件，造成消耗量大，设备成本也相应剧增。

通过对现有弱化坚硬夹矸层技术调查，目前仅有一种解决的方法，即深孔爆破方法。深孔爆破工艺复杂，操作要求极高，施工作业稍有不当极易诱发二次灾害；工作量太大，作业周期长；炸药输送到孔内的长度有限，爆破作业后影响范围有限；爆破作业后会产生大量粉尘和有害有毒气体，污染严重且不环保；火工品管控比较严，火工品作业时，对工作面回采生产有一定安全隐患。

为此，本发明的设计者在鉴于上述缺陷的基础上，通过潜心研究和设计，综合多年相关产业的现场工程实践经验和科研攻关，研究设计出一种煤矿井下深孔水力预裂弱化煤层中坚硬夹矸层的方法，以煤矿井下深孔钻进控制技术为基础，结合深孔水力预裂技术，实现采煤工作面坚硬夹矸层的超前弱化，提高了工作面推进速度，增加日产煤量，降低设备损耗，并克服了上述技术缺陷，为煤矿井下工作面解决开采含坚硬夹矸煤层提供了一种有效的技术方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤矿井下深孔水力预裂弱化煤层中坚硬夹矸层的方法，克服现有弱化煤层中坚硬夹矸层技术的缺陷和存在问题，实现了更加绿色、安全、高效的弱化坚硬夹矸层的效果，实现了煤矿井下回采工作面中坚硬夹矸层超前弱化，完成了深孔内预裂整套施工装备的顺利回收，保证压裂施工效率，解决了现有技术中存在的缺陷问题。

为实现上述目的，本发明公开了一种煤矿井下深孔水力预裂弱化煤层中坚硬夹矸层的方法，其特征在于包含如下步骤：

第一步：确定回采工作面中坚硬夹矸层的赋存形态和范围，在回采工作面两侧的运输巷道与回风巷道施工完成后，根据运输巷道与回风巷道中已暴露的坚硬夹矸层赋存状态，再结合地面勘探时的地质资料、井下巷探资料和物探资料，进行综合分析研究确定坚硬夹矸层的赋存形态和范围；

第二步：钻孔布设和压裂技术参数确定，在运输巷道与回风巷道分别布置顺层钻孔，钻孔轨迹与工作面倾向平行，钻孔的轨迹保持与地层倾角一致以保证轨迹保持在夹矸层的中部，根据工作面的宽度和夹矸最小影响范围将钻孔的深度确定为30-300m，当孔深<60m时进行整孔压裂，孔深≥60m时进行分段压裂；两个压裂钻孔的间距为D，该值为压裂影响半径的2倍，压裂半径根据施工经验进行确定；

第三步：钻孔施工，利用钻机钻入，通过随钻测量系统，获取钻孔三维空间轨迹信息，通过孔底螺杆马达调整钻机工具面角度，确保精准控制钻孔于坚硬夹矸层位中进行钻进施工；

第四步：压裂设备孔内输送与压裂施工，根据孔深分别进行整孔压裂和单孔分段压裂，整孔压裂时，将封隔器输入至孔口安全位置，利用一个封隔器座封，座封后直接进行压裂施工，压裂结束后，封隔器解封，利用坑道钻机将整套设备回收；单孔分段压裂时，将孔内工具串送至孔内设计深度，利用两个封隔器坐封，双封单卡压裂目标段位，当高压压裂液达到设计压力后封隔器实现完全坐封，继续增压，当压力达到设定压力值后，限流器打开，实现该压裂段的压裂施工；当完成第一段压裂施工后，进行卸压实现封隔器收缩，再将封隔器拖动至设计位置，进行第二段压裂施工，如此往复依次完成设计施工段的压裂施工，施工完成后，通过钻机抽拉实现回收。

其中：在第一步中具体通过如下过程实现，首先，可根据地面地质勘查钻孔揭露的煤层中夹矸空间参数，编制夹矸在矿井范围内的空间几何形态图；其次，结合井筒位置、石门、采区巷道来实际揭露的煤层夹矸参数，在绘制的矿井范围内夹矸的空间几何形态图的基础上插入井筒、石门、巷道采集的夹矸空间参数，进一步绘制工作面所在盘区煤层的坚硬夹矸层的空间几何形态图；然后，在回采工作面的运输巷道、回风巷道和工作面切眼掘进施工完成后，根据运输巷道和回风巷道中已揭露的坚硬夹矸层的厚度、结构、位置等赋存空间的几何参数，进一步优化绘制煤层中坚硬夹矸层在工作面内的空间几何形态；最后，结合井下地质钻探、岩屑编录的岩性变化、钻时、钻效和钻孔窥视的岩性变化等物探资料，综合确定坚硬夹矸层的赋存空间几何形态。

其中：第三步中先利用煤矿井下液压坑道定向钻机将钻机、通览钻杆、定向测量短接、无磁钻杆、孔底螺杆马达、定向钻头相连接。

其中：其次结合确定的煤层坚硬夹矸平面、剖面图将设计好的钻孔轨迹导入到定向钻测量系统之中，然后，开始定向钻进在钻头钻进的过程中每钻进3m测量1次钻孔的天顶角、方位角并通过随钻测量系统，获取钻孔三维空间轨迹信息，根据测量的结果与设计轨迹的偏差适时调整钻机工具面角度，从而保证实钻轨迹在坚硬夹矸层中。

其中：待钻孔钻探至设计深度或返渣岩性为煤层时，确定已经揭穿煤层夹矸后再钻进3m停止钻进。

其中：钻孔设计一开扩孔至193mm孔径，下146mm套管10m后采用两堵一注的方法进行固管，待套管72h凝固后按照设计轨迹和直径钻进至终孔，随后从将钻具由孔底根退出孔内，在推出钻具的同时利用清水清洗钻孔至水清砂尽。

其中：整孔压裂时，首先，将孔内工具串进行链接，并利用钻机和钻杆将其推送至设计位置；其次，将孔内工具串与压裂泵组和孔口三通泄压阀门相连接，连接好并开启孔口三通泄压阀门启动压裂泵组；然后，启动压裂泵组并采用低压注水膨胀封隔器，并缓慢关闭孔口三通泄压阀门，并通过压力表的观测将注水压力在5-10分钟内达到5MPa，封隔器在逐步膨胀待压力达到5MPa后完全膨胀并将孔口三通泄压阀门快速关闭；之后，注水压力快速升高，待管柱压力平稳后加大注水压力，进行大排量高压力的水力压裂同时监测压裂液排量、压力的变化以及相邻钻孔、煤壁的出水情况；最后，压裂至管柱压力产生明显的压降或煤壁出水、相邻钻孔孔口返水量明显增加后逐步降低压力与排量后关闭压裂泵组，打开孔口三通泄压阀门实现封隔器解封；最后，利用坑道钻机将下入孔内的孔内工具串撤出孔内，随后开展孔内窥视检查压裂效果。

其中：单孔分段压裂时，首先，将孔内工具串进行连接，并利用钻机和钻杆将其推送至设计位置；其次，将孔内工具串与压裂泵组和孔口三通泄压阀门相连接，连接好开启孔口三通泄压阀门启动压裂泵组；然后，启动压裂泵组并采用低压注水膨胀封隔器，并缓慢关闭孔口三通泄压阀门，并通过压力表的观测将注水压力在5-10分钟内达到5MPa，两个封隔器在逐步膨胀待压力达到5MPa后完全膨胀并将孔口三通泄压阀门快速关闭；之后，注水压力快速升高，待管柱压力平稳后加大注水压力，进行大排量高压力的水力压裂同时监测压裂液排量、压力的变化以及相邻钻孔、煤壁的出水情况；之后，压裂至管柱压力产生明显的压降或煤壁出水、相邻钻孔孔口返水量明显增加后逐步降低压力与排量后关闭压裂泵组，打开孔口三通泄压阀门实现两个封隔器解封；最后，利用坑道钻机将下入孔内的孔内工具串撤出孔内，随后开展孔内窥视检查压裂效果。

其中：孔内工具串按照引斜、单流阀、第一封隔器、限流器、第二封隔器和高压管路的顺序进行组装连接。

通过上述内容可知，本发明的煤矿井下深孔水力预裂弱化煤层中坚硬夹矸层的方法具有如下效果：

1.通过在综采工作面两顺槽实施深孔水力预裂，弱化了坚硬夹矸层，降低了煤岩体抗压强度，实现采煤机连续化运转割煤，大大提高了综采工作面安全生产效率。

2.很好的解决了综采工作面坚硬夹矸割煤难的问题，降低了设备损坏损伤程度，大大提高了采煤机开机运行时间，提高了工作面生产效率，日产煤量大幅增加，实现了工作面安全高效生产。

3.在进行钻进和水力压裂作业时，与采煤作业都在各自独立的区域进行，相互之间影响较小，实现了平行作业，大大提高了生产效率。

本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。

附图说明

图1显示了本发明的深孔水力压裂施工的平面布置图；

图2显示了本发明的深孔水力压裂施工的剖面图；

图3显示了本发明的深孔水力压裂设备连接示意图；

图4显示了本发明的整孔水力压裂效果示意图；

图5显示了本发明的深孔分段水力压裂效果示意图。

附图标记：

1-煤层；2-坚硬夹矸层；3-采空区；4-整孔压裂钻孔；5-分段压裂钻孔；6-引斜；7-单流阀；8-第一封隔器；9-限流器；10-第二封隔器；11-高压管路；12-压裂裂缝。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。

参见图1至图5，本发明公开了一种煤矿井下深孔水力预裂弱化煤层中坚硬夹矸层的方法，具体包含如下步骤：

第一步：确定回采工作面中坚硬夹矸层的赋存形态和范围。

具体可通过如下过程实现，首先，可根据地面地质勘查钻孔揭露的煤层中夹矸空间参数(如夹矸厚度、夹矸岩性、夹矸底板标高等)，编制夹矸在矿井范围内的空间几何形态图(如厚度分布等值线图、岩性分布图、底板标高等值线图)；其次，结合井筒位置、石门、采区巷道来实际揭露的煤层夹矸参数，在绘制的矿井范围内夹矸的空间几何形态图的基础上插入井筒、石门、巷道采集的夹矸空间参数，进一步绘制工作面所在盘区煤层的坚硬夹矸层的空间几何形态图；然后，在回采工作面的运输巷道、回风巷道和工作面切眼掘进施工完成后，根据运输巷道和回风巷道中已揭露的坚硬夹矸层的厚度、结构、位置等赋存空间的几何参数，进一步优化绘制煤层中坚硬夹矸层在工作面内的空间几何形态；最后，结合井下地质钻探、岩屑编录的岩性变化、钻时、钻效和钻孔窥视的岩性变化等物探资料，综合确定坚硬夹矸层的赋存空间几何形态。

第二步：钻孔布设和压裂技术参数确定。

为将钻孔精准的设计在坚硬夹矸层中，在运输巷道与回风巷道分别布置顺层钻孔，钻孔轨迹与工作面倾向平行，钻孔的轨迹保持与地层倾角基本一致以保证轨迹保持在夹矸层的中部，根据工作面的宽度和夹矸最小影响范围将钻孔的深度确定为30-300m，从而能在实际钻进中根据钻孔岩屑编录与钻时、钻效变化情况适时调整深度，避免无效钻进，当孔深<60m时进行整孔压裂，孔深≥60m时进行分段压裂；两个压裂钻孔的间距为D，该值为压裂影响半径的2倍，压裂半径根据施工经验进行确定，压裂过程中能根据临近两个钻孔压裂期间孔口返水量的变化、压裂过程中已经压裂钻孔孔内窥视孔壁出水情况和压裂监测曲线的变化等适当调整优化孔间距参数。水力压裂施工的平面布置图见图1，图1中左侧为采空区3，右侧煤层1的两侧为坚硬夹矸层2，在坚硬夹矸层2中确定整孔压裂钻孔4和分段压裂钻孔5，上下两侧分别为回风巷道和运输巷道，水力压裂施工的剖面布置图见图2。

第三步：钻孔施工。

首先，利用煤矿井下液压坑道定向钻机将钻机、通览钻杆、定向测量短接、无磁钻杆、孔底螺杆马达、定向钻头相连接；其次，结合确定的煤层坚硬夹矸平面、剖面图将设计好的钻孔轨迹导入到定向钻测量系统之中；然后，开始定向钻进，在钻头钻进的过程中每钻进3m测量1次钻孔的天顶角、方位角，并通过随钻测量系统获取钻孔三维空间轨迹信息，根据测量的结果与设计轨迹的偏差适时调整钻机工具面角度，具体而言，可在定向钻探钻进的过程中测量获取钻头所在位置的天顶角、方位角参数所计算的三维空间轨迹信息与设计的三维空间轨迹信息的平面偏差、垂直偏差超过20cm时候需要调整工作面角度进行调整，从而保证实钻轨迹在坚硬夹矸层中；最后，待钻孔钻探至设计深度或返渣为煤层，确定已经揭穿煤层夹矸后再钻进3m停止钻进。钻孔设计一开扩孔至193mm孔径，下146mm套管10m后采用两堵一注的方法进行固管，待套管72h凝固后按照设计轨迹和直径钻进至终孔，随后从将钻具由孔底逐根退出孔内，在推出钻具的同时利用清水清洗钻孔至水清砂尽。

第四步：压裂设备孔内输送与压裂施工。

整孔压裂时，首先，将孔内工具串进行链接，并利用钻机和钻杆将其推送至设计位置；其次，将孔内工具串与压裂泵组和孔口三通泄压阀门相连接，连接好并开启孔口三通泄压阀门启动压裂泵组；然后，启动压裂泵组并采用低压注水膨胀封隔器，并缓慢关闭孔口三通泄压阀门，并通过压力表的观测将注水压力在5-10分钟内达到5MPa，封隔器在逐步膨胀待压力达到5MPa后完全膨胀并将孔口三通泄压阀门快速关闭；之后，注水压力快速升高，待管柱压力平稳后加大注水压力，进行大排量高压力的水力压裂同时监测压裂液排量、压力的变化以及相邻钻孔、煤壁的出水情况；最后，压裂至管柱压力产生明显的压降或煤壁出水、相邻钻孔孔口返水量明显增加后逐步降低压力与排量后关闭压裂泵组，打开孔口三通泄压阀门实现封隔器解封；最后，利用坑道钻机将下入孔内的孔内工具串撤出孔内，随后开展孔内窥视检查压裂效果。

单孔分段压裂时，将引斜、封隔器、高压管路等组成的孔内工具串送至孔内设计深度，利用孔内工具串内的两个封隔器坐封，实现双封单卡逐段压裂目标段位，具体步骤如下：首先，将孔内工具串进行连接，并利用钻机和钻杆将其推送至设计位置；其次，将孔内工具串与压裂泵组和孔口三通泄压阀门相连接，连接好开启孔口三通泄压阀门启动压裂泵组；然后，启动压裂泵组并采用低压注水膨胀封隔器，并缓慢关闭孔口三通泄压阀门，并通过压力表的观测将注水压力在5-10分钟内达到5MPa，两个封隔器在逐步增压膨胀的过程中待注水压力达到5MPa后完全膨胀并将孔口三通泄压阀门快速关闭；之后，注水压力快速升高，待管柱压力平稳后加大注水压力，进行大排量高压力的水力压裂同时监测压裂液排量、压力的变化以及相邻钻孔、煤壁的出水情况；之后，压裂至管柱压力产生明显的压降或煤壁出水、相邻钻孔孔口返水量明显增加后逐步降低压力与排量后关闭压裂泵组，打开孔口三通泄压阀门实现两个封隔器解封；最后，利用坑道钻机将下入孔内的孔内工具串撤出孔内，随后开展孔内窥视检查压裂效果。按照上述步骤完成一个压裂段施工后利用钻机拖动封隔器至设计位置，进行第二段压裂施工，依次完成设计施工段的压裂施工。施工完成后，通过钻机的简单抽拉，实现整套孔内工具串的回收。

同时参见图3，孔内工具串按照引斜6、单流阀7、第一封隔器8、限流器9、第二封隔器10和高压管路11的顺序进行组装连接，利用定向钻机将该孔内工具串逐步推送至长钻孔设计深度位置。开启高压压裂泵组，促使两个封隔器膨胀坐封，单卡压裂目标位段。当高压压裂液达到设计压力后两个封隔器实现完全坐封，继续增压压力达到设定压力值后，限流器9打开，实现压裂段的压裂施工，形成有效裂缝12(参见图4)；当完成第一段压裂施工后，关闭压裂孔口压裂泵注设备，进行孔口排水卸压，两个封隔器自动收缩至原始状态；利用定向钻机拖动孔口高压管柱，将两个封隔器拖动至设计位置，进行第二段压裂施工，依次完成设计施工段的压裂施工，形成有效的三维裂缝12(整孔水力压裂效果示意图见图4，深孔分段水力压裂效果示意图见图5)。施工完成后，通过定向钻机的简单抽拉，实现整套压裂装备的回收。

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。

Claims (8)

1.一种煤矿井下深孔水力预裂弱化煤层中坚硬夹矸层的方法，其特征在于包含如下步骤：

第一步：确定回采工作面中坚硬夹矸层的赋存形态和范围，在回采工作面两侧的运输巷道与回风巷道施工完成后，根据运输巷道与回风巷道中已暴露的坚硬夹矸层赋存状态，再结合地面勘探时的地质资料、井下巷探资料和物探资料，进行综合分析研究确定坚硬夹矸层的赋存形态和范围，具体通过如下过程实现，首先，根据地面地质勘查钻孔揭露的煤层中夹矸空间参数，编制夹矸在矿井范围内的空间几何形态图；其次，结合井筒位置、石门、采区巷道来实际揭露的煤层夹矸参数，在绘制的矿井范围内夹矸的空间几何形态图的基础上插入井筒、石门、巷道采集的夹矸空间参数，进一步绘制工作面所在盘区煤层的坚硬夹矸层的空间几何形态图；然后，在回采工作面的运输巷道、回风巷道和工作面切眼掘进施工完成后，根据运输巷道和回风巷道中已揭露的坚硬夹矸层的厚度、结构、位置等赋存空间的几何参数，进一步优化绘制煤层中坚硬夹矸层在工作面内的空间几何形态；最后，结合井下地质钻探、岩屑编录的岩性变化、钻时、钻效和钻孔窥视的岩性变化的物探资料综合确定坚硬夹矸层的赋存空间几何形态；

第二步：钻孔布设和压裂技术参数确定，在运输巷道与回风巷道分别布置顺层钻孔，钻孔轨迹与工作面倾向平行，钻孔的轨迹保持与地层倾角一致以保证轨迹保持在夹矸层的中部，根据工作面的宽度和夹矸最小影响范围将钻孔的深度确定为30-300m从而能在实际钻进中根据钻孔岩屑编录与钻时、钻效变化情况调整深度，避免无效钻进，当孔深<60m时进行整孔压裂，孔深≥60m时进行分段压裂；两个压裂钻孔的间距为D，该值为压裂影响半径的2倍，压裂半径根据施工经验进行确定，压裂过程中能根据临近两个钻孔压裂期间孔口返水量的变化、压裂过程中已经压裂钻孔孔内窥视孔壁出水情况和压裂监测曲线的变化以调整优化孔间距参数，水力压裂施工的左侧为采空区，右侧煤层的两侧为坚硬夹矸层，在坚硬夹矸层中确定整孔压裂钻孔和分段压裂钻孔，上下两侧分别为回风巷道和运输巷道；

第三步：钻孔施工，利用钻机钻入，通过随钻测量系统，获取钻孔三维空间轨迹信息，通过孔底螺杆马达调整钻机工具面角度，确保精准控制钻孔于坚硬夹矸层位中进行钻进施工；

第四步：压裂设备孔内输送与压裂施工，根据孔深分别进行整孔压裂和单孔分段压裂，整孔压裂时，将封隔器输入至孔口安全位置，利用一个封隔器座封，座封后直接进行压裂施工，压裂结束后，封隔器解封，利用坑道钻机将整套设备回收；单孔分段压裂时，将孔内工具串送至孔内设计深度，利用两个封隔器坐封，双封单卡压裂目标段位，当高压压裂液达到设计压力后封隔器实现完全坐封，继续增压，当压力达到设定压力值后，限流器打开，实现该压裂段的压裂施工；当完成第一段压裂施工后，进行卸压实现封隔器收缩，再将封隔器拖动至设计位置，进行第二段压裂施工，如此往复依次完成设计施工段的压裂施工，施工完成后，通过钻机抽拉实现回收。

2.如权利要求1所述的煤矿井下深孔水力预裂弱化煤层中坚硬夹矸层的方法，其特征在于：第三步中先利用煤矿井下液压坑道定向钻机将钻机、通览钻杆、定向测量短接、无磁钻杆、孔底螺杆马达、定向钻头相连接。

3.如权利要求2所述的煤矿井下深孔水力预裂弱化煤层中坚硬夹矸层的方法，其特征在于：其次结合确定的煤层坚硬夹矸平面、剖面图将设计好的钻孔轨迹导入到定向钻测量系统之中，然后，开始定向钻进在钻头钻进的过程中每钻进3m测量1次钻孔的天顶角、方位角并通过随钻测量系统，获取钻孔三维空间轨迹信息，根据测量的结果与设计轨迹的偏差适时调整钻机工具面角度，从而保证实钻轨迹在坚硬夹矸层中。

4.如权利要求3所述的煤矿井下深孔水力预裂弱化煤层中坚硬夹矸层的方法，其特征在于：待钻孔钻探至设计深度或返渣岩性为煤层时，确定已经揭穿煤层夹矸后再钻进3m停止钻进。

5.如权利要求4所述的煤矿井下深孔水力预裂弱化煤层中坚硬夹矸层的方法，其特征在于：钻孔设计一开扩孔至193mm孔径，下146mm套管10m后采用两堵一注的方法进行固管，待套管72h凝固后按照设计轨迹和直径钻进至终孔，随后从将钻具由孔底逐根退出孔内，在推出钻具的同时利用清水清洗钻孔至水清砂尽。

6.如权利要求1所述的煤矿井下深孔水力预裂弱化煤层中坚硬夹矸层的方法，其特征在于：整孔压裂时，首先，将孔内工具串进行链接，并利用钻机和钻杆将其推送至设计位置；其次，将孔内工具串与压裂泵组和孔口三通泄压阀门相连接，连接好并开启孔口三通泄压阀门启动压裂泵组；然后，启动压裂泵组并采用低压注水膨胀封隔器，并缓慢关闭孔口三通泄压阀门，并通过压力表的观测将注水压力在5-10分钟内达到5MPa，封隔器在逐步膨胀待压力达到5MPa后完全膨胀并将孔口三通泄压阀门快速关闭；之后，注水压力快速升高，待管柱压力平稳后加大注水压力，进行大排量高压力的水力压裂同时监测压裂液排量、压力的变化以及相邻钻孔、煤壁的出水情况；最后，压裂至管柱压力产生明显的压降或煤壁出水、相邻钻孔孔口返水量明显增加后逐步降低压力与排量后关闭压裂泵组，打开孔口三通泄压阀门实现封隔器解封；最后，利用坑道钻机将下入孔内的孔内工具串撤出孔内，随后开展孔内窥视检查压裂效果。

7.如权利要求1所述的煤矿井下深孔水力预裂弱化煤层中坚硬夹矸层的方法，其特征在于：单孔分段压裂时，首先，将孔内工具串进行连接，并利用钻机和钻杆将其推送至设计位置；其次，将孔内工具串与压裂泵组和孔口三通泄压阀门相连接，连接好开启孔口三通泄压阀门启动压裂泵组；然后，启动压裂泵组并采用低压注水膨胀封隔器，并缓慢关闭孔口三通泄压阀门，并通过压力表的观测将注水压力在5-10分钟内达到5MPa，两个封隔器在逐步膨胀待压力达到5MPa后完全膨胀并将孔口三通泄压阀门快速关闭；之后，注水压力快速升高，待管柱压力平稳后加大注水压力，进行大排量高压力的水力压裂同时监测压裂液排量、压力的变化以及相邻钻孔、煤壁的出水情况；之后，压裂至管柱压力产生明显的压降或煤壁出水、相邻钻孔孔口返水量明显增加后逐步降低压力与排量后关闭压裂泵组，打开孔口三通泄压阀门实现两个封隔器解封；最后，利用坑道钻机将下入孔内的孔内工具串撤出孔内，随后开展孔内窥视检查压裂效果。

8.如权利要求1所述的煤矿井下深孔水力预裂弱化煤层中坚硬夹矸层的方法，其特征在于：孔内工具串按照引斜、单流阀、第一封隔器、限流器、第二封隔器和高压管路的顺序进行组装连接。

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