一种孔周声波信息驱动的水压致裂自适应优化方法技术

技术编号:46561792 阅读:1 留言:0更新日期:2025-10-10 21:14
本发明专利技术涉及一种孔周声波信息驱动的水压致裂自适应优化方法,属于矿山动力灾害智能防控技术领域。步骤包括:步骤一:选择水压致裂实施地点,建立压裂参数与煤岩体强度对应关系;步骤二:基于实施地点覆岩特征,设计水压致裂孔的钻孔参数;步骤三:安装智测钻头,设置声波采集参数;步骤四:实施钻进作业,采集并传输孔周声波信号;步骤五:提取数据特征值,获得压裂参数;步骤六:开始压裂作业,自适应调整压裂参数;步骤七:压裂完成后,基于压裂间距,开始实施下一水压致裂孔。本发明专利技术实现了覆岩的精准有效致裂,在保障矿井安全生产的基础上降低其生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种孔周声波信息驱动的水压致裂自适应优化方法,属于矿山动力灾害智能防控。


技术介绍

1、随着近年的高强度煤炭开采,浅部煤炭资源已逐步枯竭,深部煤炭资源成为主要开采对象,目前,大部分矿井的开采深度已进入矿井强矿压临界开采深度,顶板显著下沉、煤柱大变形、煤壁大面积片帮等强矿压现象时有发生,为此,各矿井先后采用覆岩水压致裂技术来破坏岩层完整性,阻断远场上覆沉降载荷向工作面近场围岩的载荷传递路径,进而控制强矿压现象。其中,水压致裂相关参数设计及优化是开展覆岩水压致裂技术工程、影响覆岩水压致裂实施效果的决定性前置影响因素。

2、目前,围绕覆岩水压致裂参数设计方法大致可分为两类,一类是通过建立静态工程结构模型结合已有的固定理论公式对相关参数进行设计,如中国专利文件cncn115405298a公开的一种煤矿井下工作面顶板定向水力压裂卸压参数设计方法,该方法通过考虑煤层埋深、煤层厚度、巷道高度、工作面走向长度、顶板坚固性系数、钻孔直径等参数,通过固定公式计算获得了覆岩水压致裂的相关参数。另一类是基于矿井具体条件建立数值计算地质模型,根据数值计算结本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种孔周声波信息驱动的水压致裂自适应优化方法,其特征在于,步骤如下:

2.如权利要求1所述的孔周声波信息驱动的水压致裂自适应优化方法,其特征在于,步骤一中,选择围岩变形严重且制约矿井生产的地点作为覆岩水压致裂的实施地点,开展岩石力学试验,确定不同强度煤岩石幅度、破裂能量的分布范围及所需的注水速率、致裂压力、压裂时间和压裂间距。

3.如权利要求2所述的孔周声波信息驱动的水压致裂自适应优化方法,其特征在于,步骤二中,在垂直距实施地点上方60m范围内确定应力传递关键层,对水压致裂孔的深度、倾角进行设计,水压致裂孔的深度与倾角的关系为:

>4.如权利要求3所...

【技术特征摘要】

1.一种孔周声波信息驱动的水压致裂自适应优化方法,其特征在于,步骤如下:

2.如权利要求1所述的孔周声波信息驱动的水压致裂自适应优化方法,其特征在于,步骤一中,选择围岩变形严重且制约矿井生产的地点作为覆岩水压致裂的实施地点,开展岩石力学试验,确定不同强度煤岩石幅度、破裂能量的分布范围及所需的注水速率、致裂压力、压裂时间和压裂间距。

3.如权利要求2所述的孔周声波信息驱动的水压致裂自适应优化方法,其特征在于,步骤二中,在垂直距实施地点上方60m范围内确定应力传递关键层,对水压致裂孔的深度、倾角进行设计,水压致裂孔的深度与倾角的关系为:

4.如权利要求3所述的孔周声波信息驱动的水压致裂自适应优化方法,其特征在于,步骤三中,将实施地点已有钻杆与智测钻头连接,设置钻孔参数与声波采集频率、门槛值和增益。

5.如权利要求4所述的孔周声波信息驱动的水压致裂自适应优化方法,其特征在于,智测钻头包括切削齿、基体、连接体、外转动杆体、内测量杆体、声波采集传感器、信号传输装置、电源和变径接头,基体两端分别固定连接有切削齿和连接体,连接体螺纹连接有外转动杆体,外转动杆体内通过连接轴承连接有内测量杆体,外转动杆体和内测...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨生龙刘学生谭云亮范德源李学斌白尚玉汪義茗
申请(专利权)人:山东科技大学
类型:发明
国别省市:

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