基于坚硬顶板地面压裂的顶板瓦斯协同控制方法技术

本发明专利技术涉及坚硬顶板特厚煤层开采的顶板瓦斯一体化防治技术，具体为一种基于坚硬顶板地面压裂的顶板瓦斯协同控制方法。解决现有坚硬顶板特厚煤层在顶板及瓦斯控制存在的问题。该方法是依次由下列步骤实现的：a.确定压裂目标层；b.地面采用压裂井进行压裂；c.在地表，在压裂井水平段两侧布置多个微震检波器；d.微震检波器监测水压裂缝在水平方向扩展长度；e.布置瓦斯抽排装备；f.调节瓦斯抽排装备的抽排量，井下工作面两端头瓦斯传感器监测的瓦斯浓度在0.6%~1%之间。本发明专利技术解决了坚硬顶板破断步距大引发的强矿压难题，同时解决了因顶板大面积破断造成瓦斯不均衡涌出及瓦斯超限难题。

Cooperative Control Method of Roof Gas Based on Hard Roof Surface Fracturing

【技术实现步骤摘要】
基于坚硬顶板地面压裂的顶板瓦斯协同控制方法
本专利技术涉及坚硬顶板特厚煤层开采的顶板瓦斯一体化防治技术，具体为一种基于坚硬顶板地面压裂的顶板瓦斯协同控制方法。
技术介绍
岩层运动及控制是煤矿开采的核心。岩层的破断失稳对采场矿压显现有直接影响，另外，岩层裂隙发育及其结构特征与瓦斯富集运移息息相关，研究也表明顶板突然破断易造成瓦斯瞬时高涌出。坚硬顶板矿区占我国煤矿的三分之一，特厚煤层是我国高效开采的主体煤层，坚硬顶板特厚煤层开采时，因煤层一次开采厚度大，煤层开采后覆岩运移范围大，上覆多层坚硬顶板均发生破断，加之坚硬顶板强度高，破断步距大，多层坚硬顶板破断造成采场强矿压显现强烈，严重影响安全生产，研究表明，支架压死、巷道变形剧烈。另外，因煤层开采厚度大，煤层开采后瓦斯解析、涌出量较大，当坚硬顶板大面积破断，采空区瓦斯被瞬时挤压至工作面，造成瓦斯超限，采场瓦斯不均衡特征突出。坚硬顶板特厚煤层开采，高位100m以上坚硬顶板破断影响最为严重。目前对于采场强矿压的控制，从主动弱化顶板的角度，多采用从井下爆破或者水力压裂坚硬顶板的方法，但控制范围多局限于50m内，效果有限。目前对于采场瓦斯的控制，主本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于坚硬顶板地面压裂的顶板瓦斯协同控制方法，其特征在于，是依次由下列步骤实现的：a.自工作面(1)开采煤层(2)上方地表，垂直向下打钻孔至煤层(2)位置，对上覆各岩层进行取芯并测试其力学性能，依据测试结果判定煤层(2)上覆各关键层位置，根据煤层(2)开采厚度，选取距煤层(2)一定距离范围内的关键层作为地面压裂目标层(3)，其中所选取的压裂目标层(3)距煤层(2)的距离与煤层厚度的比值在3~7范围；b.地面采用压裂井进行压裂，压裂井垂直段(4)投影平齐于工作面停采线(5)，压裂井水平段(6)位于压裂目标层(3)且延伸方向平行于工作面(1)开采方向，当压裂井水平段(6)延伸至距工作面(1)...

【技术特征摘要】
1.一种基于坚硬顶板地面压裂的顶板瓦斯协同控制方法，其特征在于，是依次由下列步骤实现的：a.自工作面(1)开采煤层(2)上方地表，垂直向下打钻孔至煤层(2)位置，对上覆各岩层进行取芯并测试其力学性能，依据测试结果判定煤层(2)上覆各关键层位置，根据煤层(2)开采厚度，选取距煤层(2)一定距离范围内的关键层作为地面压裂目标层(3)，其中所选取的压裂目标层(3)距煤层(2)的距离与煤层厚度的比值在3~7范围；b.地面采用压裂井进行压裂，压裂井垂直段(4)投影平齐于工作面停采线(5)，压裂井水平段(6)位于压裂目标层(3)且延伸方向平行于工作面(1)开采方向，当压裂井水平段(6)延伸至距工作面(1)采位一定水平距离时停止延伸；c.在地表沿着压裂井水平段(6)延伸方向，在压裂井水平段(6)两侧布置多个微震检波器(7)，布置完毕后工作面暂停开采，启动压裂泵，开始实施压裂...

【专利技术属性】
技术研发人员：于斌，高瑞，匡铁军，夏彬伟，
申请(专利权)人：大同煤矿集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山西,14