【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及矿区开采，尤其涉及一种坚硬工作面顶板水力压裂多孔组合参数设计方法。
技术介绍
1、
2、西部矿区的大量矿井存在着工作面顶板坚硬的地质条件，由于传统采用炸药对坚硬顶板致裂的方式，存在着安全性差、成本高、容易产生安全事故的问题，因此，严重制约着西部矿区的矿井生产。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种坚硬工作面顶板水力压裂多孔组合参数设计方法，通过水力压裂对坚硬的工作面顶板进行致裂，能够保障矿井安全生产的目的。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用技术方案具体为：一种坚硬工作面顶板水力压裂多孔组合参数设计方法，包括以下步骤：
3、s1、收集采矿区域地质资料，进行岩体取样并测试岩体物理学参数。
4、s2、根据顶板岩体物理学参数测试结果，确定水力致裂的压裂范围，设计工作面顶板水力压裂钻孔布置参数。
5、s3、依据顶板水力压裂参数及流程，钻孔、安装、连接、调试注水钢管，将封孔器推送至超前支架钻孔的预定位置，开泵注入高压水，观察钻孔并监测压力表，注高压水直至顶板产生裂隙，顶板出现淋水现象。
6、s4、判断顶板压裂效果。
7、s5、若压裂效果未达到预设效果，采用辅压对顶板压裂。
8、本专利技术在实际使用时：通过水力压裂的方式，利用高压水流对顶板压裂，能够对坚硬的顶板进行致裂，具有安全性高的优点，采用超前段主压和超前支架架内辅压相结合的方式，既保证了压裂效果，且重复利用钻
9、进一步地，所述s5中的辅压过程如下：
10、在主压裂孔中采用错位压裂的方式，依次致裂主压过程的封孔段。
11、通过采用上述技术方案，使致密岩层错位，缓解岩石顶板应力集中程度，提高压裂效果。
12、进一步地，所述s2中的水力致裂的压裂范围位于工作面超前支撑压力的应力增高区，应力增高区位于工作面前方，应力增高区高度高于顶板锚杆支护高度hd，应力增高区高度方向低于工作面顶板冒落带高度hg。
13、通过采用上述技术方案，能够确定应力增高区所处的范围，对应力增高区压裂后，能够防止出现局部应力集中而引起灾害的发生。
14、进一步地，所述s2中应力增高区位于工作面前方15～30m。
15、通过采用上述技术方案，根据检测结果确定应力增高区大致位于该范围内，便于确定水力压裂位置。
16、进一步地，冒落带高度hg计算公式如下：
17、
18、其中，m为采高，k为岩石松散系数，α为煤层倾角。
19、通过采用上述技术方案，利用该公式能够确定应力增高区的高度位置。
20、进一步地，所述s3中的钻孔方向朝向超前支架支护范围上方，压裂时钻孔位置设置在超前支护外端。
21、通过采用上述技术方案，方便压裂过程中钻孔施工。
22、进一步地，所述s4中判断顶板压裂效果的原则为：
23、水力压裂后，若工作面采空区的悬顶长度l大于6m，则判定顶板水力压裂效果不理想，反之则判定顶板水力压裂效果理想。
24、通过采用上述技术方案，能够快速的判断顶板水力压裂的效果，有利于提高施工效率。
25、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
26、1、本专利技术通过水力压裂的方式，利用高压水流对顶板压裂，能够对坚硬的顶板进行致裂，具有安全性高的优点。
27、2、本专利技术采用超前段主压和超前支架架内辅压相结合的方式，既保证了压裂效果，且重复利用钻孔，减少了钻孔工程量，从而保证水力压裂工程快速有效推进。该设计方法实用性强、操作简单、有益效果明显，可安全高效完成坚硬工作面顶板致裂，有效防止工作面悬顶。
28、3、本专利技术通过观察工作面采空区的悬顶高度l，能够快速的判断顶板水力压裂的效果，有利于提高施工效率。
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1.一种坚硬工作面顶板水力压裂多孔组合参数设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种坚硬工作面顶板水力压裂多孔组合参数设计方法，其特征在于，所述S5中的辅压过程如下：
3.根据权利要求2所述的一种坚硬工作面顶板水力压裂多孔组合参数设计方法，其特征在于，所述S2中的水力致裂的压裂范围位于工作面超前支撑压力的应力增高区，应力增高区位于工作面前方，应力增高区高度高于顶板锚杆支护高度Hd，应力增高区高度方向低于工作面顶板冒落带高度Hg。
4.根据权利要求3所述的一种坚硬工作面顶板水力压裂多孔组合参数设计方法，其特征在于，所述S2中应力增高区位于工作面前方15～30m。
5.根据权利要求3所述的一种坚硬工作面顶板水力压裂多孔组合参数设计方法，其特征在于，冒落带高度Hg计算公式如下：
6.根据权利要求1所述的一种坚硬工作面顶板水力压裂多孔组合参数设计方法，其特征在于，所述S3中的钻孔方向朝向超前支架支护范围上方，压裂时钻孔位置设置在超前支护外端。
7.根据权利要求1所述的一种坚硬工作面顶板水力压裂
...【技术特征摘要】
1.一种坚硬工作面顶板水力压裂多孔组合参数设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种坚硬工作面顶板水力压裂多孔组合参数设计方法，其特征在于，所述s5中的辅压过程如下：
3.根据权利要求2所述的一种坚硬工作面顶板水力压裂多孔组合参数设计方法，其特征在于，所述s2中的水力致裂的压裂范围位于工作面超前支撑压力的应力增高区，应力增高区位于工作面前方，应力增高区高度高于顶板锚杆支护高度hd，应力增高区高度方向低于工作面顶板冒落带高度hg。
4.根据权利要求3所述的一种坚硬工作面...
【专利技术属性】
技术研发人员：马鑫，黄鹏，穆华，马丹，王迎，李猛，李本会，张强，程兴厚，杨永峰，崔丽波，
申请(专利权)人：库车市永新矿业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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