水压致裂增透辅助煤层高效注水方法及设备技术

本发明专利技术公开的一种水压致裂增透辅助煤层高效注水方法及设备，在煤层静压注水前，通过高压管路将乳化液泵产生的高压水接入到钻好的静压注水钻孔中，利用高压水对钻孔周围煤层产生的水楔切割及劈裂作用，注入煤体裂缝内的高压水克服最小主应力和煤体的抗裂压力，使得裂隙扩宽伸展并沟通，在致裂过程中向高压水中加入石英砂，石英砂随高压水进入裂隙中，起到支撑剂的作用，水压致裂结束后，将注水钻孔连接到静压管路上，对煤层进行静压注水。本发明专利技术在静压注水前先增大预注水煤层的透气性，以加快煤层注水速度，提高注水效率及效果。该方法不需要专门的乳化液泵，且乳化液泵运行时间较短，总体上能够减少钻孔施工的工程量，提高注水工作效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于矿井灾害防治领域，具体涉及一种水压致裂增透辅助煤层高效注水方法及设备。
技术介绍
随着我国煤矿开采深度的增加及机械化开采程度的提高，煤尘、冲击地压和地温等自然灾害的危害程度不断升级，灾害事故频繁发生，严重威胁着我国煤矿的安全高效开采及井下工人的身心健康。煤层注水是防治矿井多种灾害的重要技术手段。它是降低采煤工作面粉尘产生的最根本、最有效的措施，改革开放以来，我国绝大多数煤矿都采用过煤层注水进行防尘。通过煤层注水一般降尘率可达60%～80%，煤层注水实施较好的采煤工作面，可以将总粉尘浓度减少75%～85%，呼吸性粉尘浓度减少65%以上。大量现场试验表明：煤层含水量达到4%时，煤尘的生成量在原有的基础上将减少80%以上。通过煤层注水还可有效地防止冲击矿压、煤与瓦斯突出灾害的发生，并通过增大煤体的导热系数，降低煤体温度，预防煤层自然发火。另外，煤层注水可以软化坚硬煤体，使回采速度加快，提高产煤量和效率。煤体注水是一个复杂的流体动力学过程，其效果好坏取决于多方面的因素，最基本的内因是煤层裂隙发育程度及其连通性。影响煤层注水效果的因素有很多，主要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水压致裂增透辅助煤层高效注水方法，其特征是：在煤层静压注水前，通过高压管路将乳化液泵产生的高压水接入到钻好的静压注水钻孔中，利用高压水对钻孔周围煤层产生的水楔切割及劈裂作用，注入煤体裂缝内的高压水克服最小主应力和煤体的抗裂压力，使得裂隙扩宽伸展并沟通，在致裂过程中向高压水中加入石英砂，石英砂随高压水进入裂隙中，起到支撑剂的作用，水压致裂结束后，将注水钻孔连接到静压管路上，对煤层进行静压注水。

【技术特征摘要】
1.一种水压致裂增透辅助煤层高效注水方法，其特征是：在煤层静压注水前，通过高压管路将乳化液泵产生的高压水接入到钻好的静压注水钻孔中，利用高压水对钻孔周围煤层产生的水楔切割及劈裂作用，注入煤体裂缝内的高压水克服最小主应力和煤体的抗裂压力，使得裂隙扩宽伸展并沟通，在致裂过程中向高压水中加入石英砂，石英砂随高压水进入裂隙中，起到支撑剂的作用，水压致裂结束后，将注水钻孔连接到静压管路上，对煤层进行静压注水。
2.一种水压致裂增透辅助煤层高效注水方法，其特征是：该方法包括以下步骤：
步骤一，压裂泵安设：压裂泵采用煤矿用乳化液泵，乳化液泵安装在工作面设备列车的前部；
步骤二：安装乳化液泵供水管路：在水箱上连接进水管路，并在进水管路上安装流量表，以测量进水量，水箱出水端与乳化液泵连接；
步骤三：钻孔施工：首先，选择压裂钻孔开孔位置，压裂钻孔沿着穿透煤层层理的方向钻进，钻孔角度a根据工作面长度、煤层厚度及煤层赋存条件确定；
步骤四：封孔：采用高压封孔器，所述高压封孔器工作压力不低于25MPa，爆破压力为35～45MPa；同时配有安全装置，安全装置包括安全阀、压力表、截止阀及防护板；
步骤五：高压管路铺设：铺设高压软管一、高压软管二，即：乳化液泵出水口连接高压软管一，高压软管一另一端连接安全装置，在安全装置与高压封孔器之间连接高压软管二；
步骤六：水压致裂实施：调试乳化液泵确认系统正常后，启动乳化液泵开始注水，开始阶段压力缓慢上升，一段...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志军，宋文婷，李振华，屈平，贺龙祥，董文杰，张文浩，李宁，单远程，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41