[发明专利]一种煤炭开采用的顶板致裂方法及装置

摘要

本发明涉及煤炭开采技术领域，具体涉及一种煤炭开采用的顶板致裂方法及装置；解决了现有煤炭开采中存在的由于老顶不能有序垮落而导致矿压高、开采过程存在安全隐患的技术问题。本发明的技术解决方案是：一种煤炭开采用的顶板致裂方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：1)选择水平井井口的位置；2)钻水平井；3)固井；4)耐压试验；5)泥浆堵漏；6)顶板分段致裂；7)裂缝压裂；8)用盲堵桥塞封井口。同时，本发明还提供了一种应用于该方法的煤炭开采用的顶板致裂装置。

主权项

1.一种煤炭开采用的顶板致裂方法，其特征在于，包括以下步骤：1)选择水平井井口的位置：根据工作面横向位置及工作面延伸方向，通过井下和地面位置对比图确定井口的位置；2)钻水平井：2.1从地面向工作面钻水平井的直井段至工作面上方的老顶中部；2.2沿工作面推进方向钻水平井的水平段；水平井水平段的长度是直井段长度的2至15倍；3)固井；4)耐压试验：4.1表层套管耐压试验；4.2生产套管耐压试验；5)泥浆堵漏；6)顶板分段致裂：6.1)将水平井分为多个施工段，其中水平井水平段的底部为首段，每段50m‑150m，每段均采用桥塞坐封；6.2)用连续油管或钻杆将顶板致裂装置输送到首段；所述顶板致裂装置包括致裂枪身(4)、分别连接在致裂枪身(4)两端的接头(3)和炮尾(8)、设置在接头(3)和炮尾(8)之间且位于枪身内的弹架组件(5)、一端固定在炮尾(8)内部另一端依次穿过弹架组件(5)和接头(3)后转动连接传爆管(1)的导爆索(7)、设置在弹架组件(5)内且分别与导爆索(7)相连的多个爆破单元；所述爆破单元的数量与施工段的数量一致；每个爆破单元包括多个沿装置轴向依次安装的爆破弹(6)；同一爆破单元所有爆破弹(6)在套管外岩体上形成的孔眼位于同一横截面上；所述弹架组件(5)的侧壁上设置有与爆破弹(6)数量一致的弹孔(504)；所述致裂枪身(4)的外壁上设置与弹孔(501)的设置位置相对应的盲孔(402)，所述致裂枪身(4)的内壁上设置限位槽(401)；所述致裂枪身(4)与接头(3)、炮尾(8)均密封连接；所述弹架组件(5)和致裂枪身(4)之间设置限位机构(9)；6.3)校深后，引爆顶板致裂装置中相应爆破单元的多个爆破弹进行爆破作业，使得首段所在地层中形成沿水平井周向布置的多个定向孔；6.4)用电缆泵送装置将顶板致裂装置输送到相邻的施工段；6.5)校深后，引爆顶板致裂装置中相应爆破单元的多个爆破弹进行爆破作业，使得该施工段所在地层中形成沿水平井周向布置的多个定向孔；6.6)重复步骤6.4‑6.5，直至所有施工段爆破作业完成，水平井与煤层之间形成沟通通道；使由水平井水平段的底部向口部依次形成沿水平井周向布置的定向孔；7)裂缝压裂；7.1压裂7.2检测压裂效果8)用盲堵桥塞封井口。