[发明专利]一种地面钻井卸压的多煤层冲击矿压防治方法

权利要求书

1.一种地面钻井卸压的多煤层冲击矿压防治方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，自地面施工掏煤定向钻孔，掏煤钻孔垂直段施工于上山煤柱上方，多个掏煤钻孔水平段施工于最上部的煤层内，且平行于工作面推进方向沿倾向间隔分布；

S2，通过掏煤定向钻孔进行最上部煤层的掏煤卸压工作，依次采取机械扩孔掏煤、水力扩孔掏煤、空气动力返排掏煤；

S3，基于地层岩性与厚度确定自最下部煤层以上的覆岩内所有厚硬岩层位置；

S4，自地面施工水力压裂定向钻孔，定向钻孔垂直段施工于上山煤柱上方，定向钻孔水平段施工于厚硬岩层内，且平行于工作面推进方向；

S5，通过水力压裂定向钻孔进行水力压裂，在厚硬岩层内形成水平裂缝，将厚硬岩层分成多层薄岩层；

S6，以上一工作面运输巷道作为本工作面回风巷道，上一工作面运输巷道内施工有切顶钻孔，通过切顶钻孔进行切顶并施工本工作面水平致裂增涨层；

S7，掘进本工作面运输巷道，沿着本工作面运输巷道走向间隔施工切顶钻孔，切顶钻孔终孔施工至步骤S3确定的弯曲下沉带内最低位的厚硬岩层或施工至接近步骤S3确定的弯曲下沉带内最低位的厚硬岩层处，通过切顶钻孔进行水力压裂以将运输巷道两侧的顶板岩层切断，将要回采工作面与未回采的区域割离开；

通过切顶钻孔向下一工作面方向进行水力压裂以在下一工作面的煤层顶板内施工水平致裂增涨层，水平致裂增涨层位于垮落带上部，选择在厚度较大的软岩内施工，水平致裂增涨层由水力压裂在岩层内形成的不规则沟通裂隙致成；

S8，进行本工作面的回采工作；

S9，如此循环直至采完整个最上部的煤层；

S10，按照常规回采方法自上而下依次开采下部煤层。

2.根据权利要求1所述的多煤层冲击矿压防治方法，其特征在于，步骤S1中，所述掏煤定向钻孔为一孔多底钻孔，即掏煤定向钻孔包括一个掏煤钻孔垂直段和多个间隔分布的掏煤钻孔水平段，掏煤钻孔水平段的长度略大于工作面推进长度。

3.根据权利要求1或2所述的多煤层冲击矿压防治方法，其特征在于，步骤S1中，运输巷道内施工有掏煤钻孔水平段。

4.根据权利要求1所述的多煤层冲击矿压防治方法，其特征在于，步骤S2中，机械扩孔掏煤为通过不同尺寸的机械扩孔钻头逐级扩大洞穴体积；水力扩孔掏煤为使用水力射流工具，进行掏煤施工，扩大洞穴体积；空气动力返排掏煤为采用气举方式将钻孔内的水、煤屑返排至地面。

5.根据权利要求1所述的多煤层冲击矿压防治方法，其特征在于，步骤S3中，所述厚硬岩层包括关键层以及其他明显的厚度较大岩性较强的岩层；关键层可以基于地层钻孔柱状及各岩层力学参数，通过数值模拟、理论计算手段确定，其他明显的厚硬岩层可以基于经验进行判断。

6.根据权利要求1所述的多煤层冲击矿压防治方法，其特征在于，步骤S4中，所述水力压裂定向钻孔为一孔多底钻孔，即水力压裂定向钻孔包括一个垂直段和不同层位所对应的多个水平段；水平段的长度略大于工作面推进长度。

7.根据权利要求1所述的多煤层冲击矿压防治方法，其特征在于，步骤S5中，所述水力压裂定向钻孔和掏煤定向钻孔共用垂直段，首先进行厚硬岩层的水力压裂分层工作，然后在进行最上部煤层的掏煤卸压工作。

8.根据权利要求1所述的多煤层冲击矿压防治方法，其特征在于，步骤S5中，厚硬岩层的水力压裂分层工作与最上部煤层的掏煤卸压工作同步进行。

9.根据权利要求1所述的多煤层冲击矿压防治方法，其特征在于，步骤S7中，切顶钻孔在运输巷道内靠近工作面回采区域侧，和/或切顶钻孔自本工作面运输巷道顶板向上竖直施工，和/或切顶钻孔将运输巷道两侧的顶板岩层不连续切断，即不同切顶钻孔水力压裂形成的纵向压裂面不连接。

10.根据权利要求1所述的多煤层冲击矿压防治方法，其特征在于，步骤S6、S7中，水力压裂施工水平致裂增涨层的钻孔单独施工，有别于切顶钻孔，施工位置仍位于运输巷道内。