[发明专利]一种煤层水力压裂与水压爆破耦合增透方法及装置

说明书

本发明属于煤层增透技术领域，具体涉及一种煤层水力压裂与水压爆破耦合增透方法及装置，本发明首先在煤孔内通入高压致裂水进行一次致裂，使煤层产生较宽较深裂隙，然后采用爆破装置进行二次致裂，采用多段爆破区间分段微差爆破，实现对煤层的多次扰动，多次弱化煤层完整程度，使煤层裂隙更加细密均匀，增加煤层的松散程度。最后采用高压致裂水进行三次致裂，使爆破产生的细密裂隙进一步变宽变深，采用水压爆破耦合作用，使煤层裂纹密度大、深度深、裂纹宽度大，大大增强了煤层增透效果，增强了煤层内瓦斯等气体的排放效率。本发明避免了现有技术中化学药剂作用的较长时间周期，极大地提高了煤层开采的效率。

技术领域

本发明属于煤层增透技术领域，具体涉及一种煤层水力压裂与水压爆破耦合增透方法及装置。

背景技术

在煤炭开采的过程中，煤层渗透性差，并且含有瓦斯，所以必须进行瓦斯抽采后才能进行煤层开采，常用瓦斯抽采方法有钻孔、水力压裂、爆破增透、二氧化碳相变致裂、水力割缝等方法来增加煤层的透气性，进而便于抽采瓦斯，从而提高煤层开采的安全性。

现有技术中一般采用水压致裂的方法进行煤层致裂增透，具体做法是在待开采的煤层钻设煤孔，封堵煤孔口并向煤孔内通入高压水，在高压水的作用下，煤层内产生裂隙，从而实现煤层增透的目的，然而在持续的高压水作用下，煤层产生的裂隙一般较少，而且分布不均匀，不利于瓦斯的抽采，为了提高瓦斯抽采效率，经常需要不断加密煤孔的分布，这种方式不仅增加工作量，而且致裂效果不好，且严重影响瓦斯抽采效果，进而影响煤层开采的安全性。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤层水力压裂与水压爆破耦合增透方法及装置以至少解决目前高压水致裂裂隙少且分布不均匀、煤孔分布密、工作量大，影响煤层开采安全等问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种煤层水力压裂与水压爆破耦合增透方法，所述增透方法包括如下步骤：

步骤S1，钻孔，在待致裂煤层处沿煤层开采方向钻设煤孔；

步骤S2，在钻设好的煤孔中放入爆破装置，并封堵煤孔；

步骤S3，向封堵后的煤孔中通入高压致裂水，直至煤层产生明显裂纹；

步骤S4，引爆煤孔中的爆破装置，实现对煤层的二次致裂；

步骤S5，向二次致裂的煤孔中再次通入高压致裂水，实现对煤层的三次致裂；

步骤S6，进行瓦斯抽采并检查瓦斯含量，若瓦斯含量满足开采条件，则进行煤层开采；若瓦斯含量不满足开采条件，则重复步骤S1至步骤S5，直至煤层满足开采条件。

在如上所述的煤层水力压裂与水压爆破耦合增透方法中，进一步地，所述步骤S2具体操作方法为：首先，在煤孔中放入爆破装置；然后，用封孔装置封堵煤孔口，使煤孔内部成为密闭腔体，利用电雷管脚线将爆破装置与煤孔外的起爆装置连接；最后，使用高压导流管将煤孔内的密闭腔体与煤孔外的高压水泵站连通，用于向煤孔内通入高压致裂水。

在如上所述的煤层水力压裂与水压爆破耦合增透方法中，进一步地，所述步骤S2中，同一煤孔中设置多个封孔装置，多个所述封孔装置沿所述煤孔的深度方向间隔设置，将所述煤孔分为多段密闭的爆破区间，每个爆破区间内均设置爆破装置，多个爆破装置分别通过电雷管脚线与起爆装置连接；高压水泵站通过高压导流管分别与多个爆破区间连通。

在如上所述的煤层水力压裂与水压爆破耦合增透方法中，进一步地，所述步骤S3具体操作方法为：沿煤孔钻设方向，依次向同一煤孔内各个爆破区间内通入高压致裂水，实现对煤层的分段致裂。