[发明专利]基于定向钻孔超前高压注水的巨厚煤层精准解危增产方法

权利要求书

1.一种基于定向钻孔超前高压注水的巨厚煤层精准解危增产方法，所述巨厚煤层采用分层综放开采，其中，将巨厚煤层分为多个分煤层(1)，多个分煤层(1)由上至下分别为一个顶煤层、多个中煤层和一个底煤层，其特征在于，所述顶煤层和中煤层的精准解危增产方法相同，对顶煤层和中煤层中的任一个分煤层(1)的精准解危增产施工方法包括以下步骤：

步骤一、巷道的卸压掘进施工：

所述巷道(2)的数量为两个，两个巷道(2)分别为进风巷道和回风巷道，两个巷道(2)的卸压掘进施工方法相同；对任一个巷道(2)进行卸压掘进施工的具体步骤如下：

步骤101、将待施工巷道区域沿巷道(2)的掘进方向依次划分为多个待施工巷道段(3)，将多个待施工巷道段(3)分别记为第一待施工巷道段，第二待施工巷道段，...，第i待施工巷道段，其中，i为正整数且i≥3；将待施工巷道段(3)沿掘进方向分为第一掘进施工段(4)和第二掘进施工段(5)，第一掘进施工段(4)的长度为30m～40m；第二掘进施工段(5)的长度为500m～1000m；

步骤102、在第j待施工巷道段内，沿其掘进方向进行第一次掘进，形成第一掘进施工段(4)，在当前第一掘进施工段(4)的两侧施工形成钻场(6)，通过钻场(6)沿当前第一掘进施工段(4)的底部正下方向巷道掘进方向钻设第一长距离定向超前高压注水钻孔，沿当前第一掘进施工段(4)的两帮向巷道掘进方向对称钻设两个第二长距离定向超前高压注水钻孔，所述第一长距离定向超前高压注水钻孔的前端和所述第二长距离定向超前高压注水钻孔的前端均延伸至第j+1待施工巷道段的第一掘进施工段(4)的前端面上；其中，j＝1,2，...，i-1；

步骤103、向所述第一长距离定向超前高压注水钻孔和所述第二长距离定向超前高压注水钻孔内持续充注高压水实施水压致裂，在第j待施工巷道段的周侧和第j+1待施工巷道段的第一掘进施工段(4)的周侧形成半包围式注水卸压区；

步骤104、向所述第一长距离定向超前高压注水钻孔和所述第二长距离定向超前高压注水钻孔内持续充注高压水实施水压致裂，在第j待施工巷道段内，沿其掘进方向进行第二次掘进，形成第二掘进施工段(5)，掘进完毕后，停止向当前所述第一长距离定向超前高压注水钻孔和所述第二长距离定向超前高压注水钻孔内充注高压水实施水压致裂；

步骤105、循环执行步骤102至步骤104，直至第i-1待施工巷道段均卸压掘进施工完毕，

步骤106、对第i待施工巷道段进行卸压掘进施工，施工步骤与步骤102至步骤104相同，其中，第i待施工巷道段内的第一长距离定向超前高压注水钻孔的前端和所述第二长距离定向超前高压注水钻孔的前端均延伸至巷道(2)的设计前端；

至此，多个待施工巷道段(3)卸压掘进施工完毕，形成巷道(2)；

步骤二、划分分煤层回采工作面卸压回采施工段：将分煤层回采工作面(13)沿其回采方向划分为多个卸压回采施工段(9)，卸压回采施工段(9)的数量与待施工巷道段(3)的数量相同且一一对应；

步骤三、对卸压回采施工段进行超前注水卸压施工：

对多个卸压回采施工段(9)进行超前注水卸压施工的方法均相同，对任一个卸压回采施工段(9)进行超前注水卸压施工的具体步骤如下：

利用当前卸压回采施工段(9)对应的待施工巷道段(3)中的钻场(6)，向当前卸压回采施工段(9)的顶煤(10)内钻设长距离定向超前卸压钻孔组，并向所述长距离定向超前卸压钻孔组内持续充注高压水实施水压致裂；

所述长距离定向超前卸压钻孔组包括多个工作面长距离定向卸压钻孔，所述工作面长距离定向卸压钻孔包括工作面过渡钻孔(11)和工作面长距离水平直线钻孔(12)，工作面过渡钻孔(11)连接在工作面长距离水平直线钻孔(12)与钻场(6)之间且倾斜布设，多个工作面长距离水平直线钻孔(12)沿分煤层回采工作面(13)的顶煤(10)的长度方向均匀且平行布设，相邻的两个工作面长距离水平直线钻孔(12)的轴线的间距为2r，其中r为卸压回采施工段(9)煤体的注水湿润半径；工作面长距离水平直线钻孔(12)向分煤层回采工作面(13)方向延伸，所述工作面长距离水平直线钻孔(12)的前端与当前卸压回采施工段(9)的分煤层回采工作面(13)之间具有间距；

步骤四、对当前卸压回采施工段进行冲击危险性的测量：

采用微震监测方法测量当前卸压回采施工段(9)的冲击危险等级；

当当前卸压回采施工段(9)的冲击危险等级不小于冲击危险等级阈值时，执行步骤五；

当当前卸压回采施工段(9)的冲击危险等级小于冲击危险等级阈值时，执行步骤六；

步骤五、对当前卸压回采施工段进行补充卸压：

步骤501、在相邻的两个所述工作面长距离定向卸压钻孔之间增设一个工作面长距离定向卸压钻孔，并向增设的所述工作面长距离定向卸压钻孔内充注高压水实施水压致裂；

步骤502、循环执行步骤四，直至当前卸压回采施工段(9)的冲击危险等级小于冲击危险等级阈值；

步骤六、停止对多个所述工作面长距离定向卸压钻孔内充注高压水实施水压致裂，并对当前卸压回采施工段进行回采施工；

步骤七、对下一个卸压回采施工段的长距离定向超前卸压钻孔组进行修正并实施超前注水卸压回采施工：

步骤701、向当前卸压回采施工段(9)的顶煤(10)内钻设长距离定向超前卸压钻孔组，并向所述长距离定向超前卸压钻孔组内持续充注高压水实施水压致裂；所述长距离定向超前卸压钻孔组中的相邻的两个工作面长距离水平直线钻孔(12)的轴线的间距为(2-0.6n)r，其中，n为步骤五执行的总次数，n为小于等于3的正整数；

步骤702、循环执行步骤四至步骤六，完成当前卸压回采施工段(9)的回采施工；

步骤八、循环执行步骤四至步骤七，直至一个分煤层的采煤作业完毕。