[发明专利]一种矿山仰斜超深孔压裂方法

说明书

本发明公开了一种矿山仰斜超深孔压裂方法，涉及矿山超深孔端部压裂领域，操作便捷灵活，制作成本低廉，安全性能高，设计的压裂装置结构相对简单，利用巷道内的压风装置作为压裂装置装填裂缝产气剂的动力，节约生产成本，压裂装置安装完成后在钻孔内进行初步密封层、加强密封层和高强密封层三层密封，确保压裂装置可靠固定于钻孔内，为后期压裂提供安全保障，如果压裂效果无法达到裂隙范围的要求，通过高压注水的方式再次进行压裂，进而达到压裂范围，确保实现良好的压裂效果，为工作面安全推进提供可靠的条件，适合在矿山大规模推广应用。

技术领域

本发明涉及矿山超深孔端部压裂领域，具体的说是一种矿山仰斜超深孔压裂方法，适用于煤矿超前工作面深孔压裂煤体或采空区顶板压裂放顶的处理。

背景技术

在煤矿安全生产过程中，经常采用超深钻孔对上覆煤层或岩层进行松动压裂，来增强煤体或岩体的透气性，随着工作面的推进，相应的在超前工作面煤体或岩体采用压裂措施，一方面可以释放煤层中的瓦斯气体，另一方面也有利于坚硬上腹岩层垮落，传统采用CO2爆破方式进行压裂，由于CO2爆破工序和设备比较复杂，受空间约束比较大，在安装和回收过程中也经常遇到问题，对于深部压裂达不到较好的效果。

发明内容

为解决上述存在的技术问题，本发明提供了一种矿山仰斜超深孔压裂方法，用来改善超深孔高强度硬煤体压裂的效果，达到煤体压裂和瓦斯的抽放，为工作面安全推进提供可靠的条件。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种矿山仰斜超深孔压裂方法，通过如下步骤实现：

1）根据设备条件确定基于应力波和爆生气体共同作用下的裂隙区范围，为下一步钻孔布置三花眼或五花眼提供依据；

2）将压裂装置推进至仰斜超深钻孔指定位置，并将产气剂及激发剂装填好后，激发导线引出至仰斜超深钻孔外部；

3）在仰斜超深钻孔内压裂装置的末端填充膨胀式化学封孔剂形成初步密封层；

4）在所述初步密封层后端填充黄黏土形成加强密封层；

5）在所述加强密封层后端填充速凝水泥形成高强密封层，最终达到确定的裂隙区范围，工作人员在巷道内通过激发导线启动压裂装置，使得产气剂反应，产生大量高压爆生气体，对指定岩层或煤层进行压裂；

6）如果压裂效果达不到裂隙区范围的要求，通过液压钻机将压裂装置后端填充的密封材料钻取出来，再采取高压注水的方式进行二次压裂，达到最终的压裂效果。

所述压裂装置包含有压裂管、端帽、连接装置、防自滑倒钩、速熔线、产气剂激发装置和压风装药装置，所述端帽设置于压裂管的前端，所述产气剂激发装置设置于压裂管内，所述压风装药装置深入压裂管内将产气剂装入后退出，所述产气剂激发装置内部设置激发剂装填管，内部装填有产气剂激发剂，所述激发剂装填管的末端连接激发器，并通过激发导线引出压裂管的末端，所述防自滑倒钩设置于压裂管的末端外壁上，所述防自滑倒钩一端通过连接装置与压裂管的外壁固定连接、另一端通过弹簧和速熔线与压裂管的外壁连接。

所述压风装药装置包含有刚性装药管、环状式支架卡槽、环状式支架和柔性扩散器，所述刚性装药管的末端上部设置药剂填装口，并在最末端与压风装置的管路连通，所述刚性装药管的外部设置多个环状式支架卡槽，与环状式支架相适配深入压裂管内，所述柔性扩散器设置于刚性装药管内，初始为收缩状态，当压风装置启动时，所述柔性扩散器在压风装置的推动下呈喇叭状扩散，通过药剂装填口将产气剂均匀装填进压裂管内。

向压裂管内装药过程中，所述柔性扩散器、环状式支架随着药剂填满而退出至压裂管末端，装药结束后设置密封层和吸水层。

所述压裂管装药结束后密封层采用薄膜，吸水层采用石灰粉。

所述端帽设置为钝椎体状。