[发明专利]一种煤矿井下压裂裂缝扩展控制方法

权利要求书

1.一种煤矿井下压裂裂缝扩展控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)钻进压裂钻孔及保压注水钻孔，压裂钻孔为一个，在压裂钻孔两侧，按照压裂煤层区域范围等间距布置多个保压注水钻孔，钻孔终孔点与压裂钻孔处于同一标高；

(2)对压裂钻孔及保压注水钻孔进行注浆封孔；

(3)按照计算所得的保压孔注水压力和单孔保压注水时间对保压注水钻孔进行注水；

(4)对压裂钻孔进行水力压裂；

步骤(1)中，对保压注水钻孔进行注水时，首先确定保压孔注水压力：

注水压力的取值需遵循大于煤层初始瓦斯压力而小于煤层的起裂压力，即：

pg＜pw＜pb

上式中，pw为注水压力；pg为煤层初始瓦斯压力；pb为煤层的起裂压力，

起裂压力计算如下：

pb＝3σh-σH+St

上式中，σH和σh分别为煤层的最大和最小水平主地应力；

σH和σh的取值根据公式：

σH＝6.7+0.0444H(MPa)

σh＝0.8+0.0329H(MPa)

上式中，H为深度，单位为米。

2.如权利要求1所述的煤矿井下压裂裂缝扩展控制方法，其特征在于：步骤(3)中，根据注水压力和煤层初始瓦斯压力计算单孔保压注水时间：

上式中，t为单孔保压注水时间，φ为孔隙率，k为渗透系数，pw为注水压力；pg为煤层初始瓦斯压力，R为保压注水钻孔间距的一半，rw为钻孔半径，rc为气液交界面的半径，μw为水的粘度系数，μg为瓦斯的粘度系数。

3.如权利要求1或2所述的煤矿井下压裂裂缝扩展控制方法，其特征在于：在步骤(4)中，对压裂钻孔进行水力压裂封孔时，将压裂钻孔内预设的压裂管接入水力压裂系统，水力压裂系统主要装置为输水管路，输水管路的出水端连接压裂管的后端。

4.如权利要求3所述的煤矿井下压裂裂缝扩展控制方法，其特征在于：压裂钻孔中预设的压裂管后端设有第二压力表和开关阀，开关阀位于第二压力表后侧。

5.如权利要求1或2所述的煤矿井下压裂裂缝扩展控制方法，其特征在于：步骤(2)中，对压裂钻孔和保压注水钻孔进行注浆封孔，一次注浆养护24小时后，进行二次注浆，二次注浆养护72小时后，再进行第三步骤。