[发明专利]利用水力压裂卸压优化停采线位置的方法及装置

说明书

本发明涉及煤炭开采技术领域，尤其涉及一种利用水力压裂卸压优化停采线位置的方法及装置。本发明的利用水力压裂卸压优化停采线位置的方法包括如下步骤：获取工作面的地质状态，确定顶板岩层的结构数据；根据结构数据，由采区巷道向顶板斜向钻孔，沿采区巷道的长度方向间隔预设距离多次钻孔，以得到多个顺次排列的水力压裂卸压孔；在每个水力压裂卸压孔上的多个预设位置处分别进行水力压裂卸压处理，以形成多条切割裂缝；沿每个水力压裂卸压孔的各条切割裂缝切断顶板岩层。该方法及装置能有效减小工作面超前支撑压力对采区巷道的影响，实现顶板应力的转移和围岩弱化，达到减小并优化工作面停采线位置目的，提高煤炭资源回收率。

技术领域

本发明涉及煤炭采集技术领域，尤其涉及一种利用水力压裂卸压优化停采线位置的方法及装置。

背景技术

我国煤矿以井工开采为主，需要在井下开掘大量的巷道，保持巷道畅通与围岩稳定对煤矿安全生产具有重要意义。采区巷道是为整个采区服务的巷道，一般要同时服务多个采煤工作面。采煤工作面回采过程中，会产生高的超前支撑压力和侧向支撑压力。采煤工作面由于地质条件、巷道布置、生产系统等原因，不可能无限制向前采煤，会人为设置一个停采线，停采线一般要设在一个合理的位置上，目前，绝大多数矿区采用经验法，一般会将停采线位置设置在距离采区巷道60～120m，有的甚至达到150m以上。停采线位置不合理会造成两种后果，一是距离过小，采煤工作面超前支撑压力会对采区巷道产生较大影响，导致采区巷道破坏；二是距离过大，导致煤炭资源损失。

鉴于上述背景技术的缺陷，本发明提供了一种利用水力压裂卸压优化停采线位置的方法及装置。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供了一种利用水力压裂卸压优化停采线位置的方法及装置，能够有效减小采煤工作面超前支撑压力对采区巷道的影响，从而达到减小并优化采煤工作面停采线位置的目的。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利用水力压裂卸压优化停采线位置的方法，包括如下步骤：

获取沿采区巷道的工作面的地质状态，确定所述工作面上方的顶板岩层的结构数据；

根据所述顶板岩层的结构数据，由所述采区巷道向顶板斜向钻孔，得到水力压裂卸压孔；

沿所述采区巷道的长度方向间隔预设距离多次钻孔，以得到多个顺次排列的所述水力压裂卸压孔；

在每个所述水力压裂卸压孔上的多个预设位置处分别进行水力压裂卸压处理，以形成多条切割裂缝；

沿每个所述水力压裂卸压孔的各条切割裂缝切断顶板岩层。

进一步的，所述获取沿采区巷道的工作面的地质状态，确定所述工作面的顶板岩层的结构数据，进一步包括：

根据所述工作面的地质柱状图、或通过钻孔窥视，确定所述顶板岩层的结构数据。

进一步的，所述顶板岩层的结构数据包括所述顶板岩层的层位、厚度、岩体强度和地应力数据中的一种或几种组合。

进一步的，所述由所述采区巷道向顶板斜向钻孔，得到水力压裂卸压孔，沿所述采区巷道的长度方向间隔预设距离多次钻孔，以得到多个顺次排列的所述水力压裂卸压孔，进一步包括：

在所述采区巷道内，以预设间距多次向所述顶板内斜向打孔，每次打孔均按照预设深度和预设角度进行，以得到沿所述采区巷道内顺次排列的多个水力压裂卸压孔。

进一步的，所述预设间距为10～20m，所述预设深度为15～50m，所述预设角度为以水平面为基准仰角的角度为45°～60°。

进一步的，所述预设间距为15m，所述预设深度为20m，所述预设角度为以水平面为基准仰角的角度为53°。