基于聚能爆破的定向水力致裂方法
专利汇可以提供基于聚能爆破的定向水力致裂方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种基于聚能爆破的定向 水 力 致裂方法，在工作面顶板或 煤 体内打致裂钻孔至设定 位置 ，致裂孔的深度和 角 度根据现场条件和工程需要确定但不应小于5m，将聚能管送入致裂孔深部并封孔，进行定向聚能爆破。通过爆破在钻孔内壁聚能孔方向形成一定深度的定向爆生裂隙。用水冲洗净钻孔后，在钻孔爆破段以浅安装封孔器封孔，向钻孔内进行高压注水，在水压力作用下定向爆生裂隙会继续扩展，从而实现定向水力致裂。可有效控制水力致裂过程中裂缝的扩展方向，也可进行水压聚能爆破致裂，减少由于爆破所引发的安全隐患，大大减小了对围岩的冲击波、 地震 波 影响，增大钻孔间距，减少钻孔 费用 和劳动强度。施工工艺简单、节省炸药，安全可靠、切缝效果好。，下面是基于聚能爆破的定向水力致裂方法专利的具体信息内容。
1.一种基于聚能爆破的定向水力致裂方法，其特征在于，包括如下步骤：
a．在工作面两端头沿煤层（5）上方各打一个倾斜的致裂钻孔（K），同时分别在机巷和风巷超前工作面靠两巷外帮侧沿顶板向上施工5-10个致裂钻孔（K）；
b．在施工好的致裂钻孔（K）内逐一安装多节聚能管（G），聚能管（G）的管壁两侧开有若干聚能孔（J），安装前在除Ⅰ号聚能管（G1）外的所有聚能管（G）内分别穿入细电线（6），将矿用水胶炸药（13）装入每个聚能管（G）内，每个聚能管（G）的两端均用炮泥填塞，同时在聚能管（G）的末端连接一发电雷管（7），将Ⅰ号聚能管（G1）的电雷管脚线（10）引出插入快速接头的公头（8），再将Ⅱ号聚能管（G2）前端的细电线（6）插入快速接头的母头（9），将Ⅱ号聚能管（G2）末端的细电线（6）和电雷管脚线（10）一起插入快速接头的公头（8），同时将Ⅲ号聚能管（G3）前端的细电线（6）插入快速接头母头（9），依次逐个连接至最后一节聚能管（G），所述的向致裂钻孔（K）内送装的所有聚能管（G）的聚能孔（J）朝向一致，均沿预裂方向；
c．将Ⅰ号聚能管（G1）送入致裂钻孔（K）内，把Ⅰ号聚能管（G1）的快速接头的公头（8）与Ⅱ号聚能管（G2）前端快速接头的母头（9）插接在一起，然后将Ⅱ号聚能管（G2）送入致裂钻孔（K）内，将Ⅱ号聚能管（G2）快速接头的公头（8）与Ⅲ号聚能管（G3）快速接头的母头（9）插接在一起，聚能管（G）与聚能管（G）之间设有防止聚能管转向的限位装置（11），依次送入并连接多节聚能管（G）至致裂钻孔（K）内，在致裂钻孔（K）孔口处装入一节空聚能管（Gk）；
d．用膨胀螺栓（18）封孔防止聚能管（G）滑落，同时将雷管脚线（10）引出至孔外，将
1~3个致裂钻孔（K）孔外的电雷管脚线（10）并联，引爆炸药进行聚能爆破，使爆炸能量优先沿聚能孔（J）方向产生爆生裂隙（14），卸除膨胀螺栓（18），用水管冲洗爆破后的致裂钻孔（K），再向钻孔内送入与注水泵（16）相连的封孔器（15）进行封孔；
或采用封孔器（15）封孔，同时将雷管脚线（10）引出至孔外，将1~3个致裂钻孔（K）孔外的电雷管脚线（10）并联，连接好注水管路向致裂钻孔（K）内注满水，进行水压聚能爆破，使爆炸能量优先沿聚能孔（J）方向产生爆生裂隙（14）；
e．打开水泵（16）开关向致裂钻孔（K）内注入高压水（17）进行水力致裂，使致裂钻孔（K）周边的爆生裂隙（14）进一步扩展；
f．当致裂钻孔（K）孔壁或周边出现渗水或注水压力小于5MPa时，关闭注水阀，停止注水。
2.根据权利要求1所述的一种定向聚能爆破的水力致裂方法，其特征在于：所述靠两巷外帮侧沿顶板向上施工的致裂钻孔（K）深度为5~10m。
3.根据权利要求1所述的一种定向聚能爆破的水力致裂方法，其特征在于：所述的聚能管（G）采用PVC管。
基于聚能爆破的定向水力致裂方法
技术领域
背景技术
发明内容
b．在施工好的致裂钻孔内逐一安装多节聚能管，聚能管的管壁两侧开有若干聚能孔，安装前在除Ⅰ号聚能管外的所有聚能管内分别穿入细电线，将矿用水胶炸药装入每个聚能管内，每个聚能管的两端均用炮泥填塞，同时在聚能管的末端连接一发电雷管，将Ⅰ号聚能管的电雷管脚线引出插入快速接头的公头，同时将Ⅱ号聚能管前端的细电线插入快速接头的母头，将Ⅱ号聚能管末端的细电线和电雷管脚线一起插入快速接头的公头，同时将Ⅲ号聚能管前端的细电线插入快速接头母头，依次逐个连接至最后一节聚能管，所述的向致裂钻孔内送装的所有聚能管的聚能孔朝向一致，均沿预裂方向；
c．将Ⅰ号聚能管送入致裂钻孔内，把Ⅰ号聚能管的快速接头的公头与Ⅱ号聚能管前端快速接头的母头插接在一起，然后将Ⅱ号聚能管送入致裂钻孔内，将Ⅱ号聚能管快速接头的公头与Ⅲ号聚能管快速接头的母头插接在一起，聚能管与聚能管之间设有防止聚能管转向的限位装置，依次送入并连接多节聚能管至致裂钻孔内，在致裂钻孔孔口处装入一节空聚能管；
d．用膨胀螺栓封孔防止聚能管滑落，同时将电雷管脚线引出至孔外，将1~3个致裂钻孔孔外的电雷管脚线并联，引爆炸药进行聚能爆破，使爆炸能量优先沿聚能孔方向产生爆生裂隙，卸除膨胀螺栓，用水管冲洗爆破后的致裂钻孔，再向钻孔内送入与注水泵相连的封孔器进行封孔；
或采用封孔器封孔，同时将雷管脚线引出至孔外，将1~3个致裂钻孔孔外的电雷管脚线并联，连接好注水管路向致裂钻孔孔内注满水，进行水压聚能爆破，使爆炸能量优先沿聚能孔方向产生爆生裂隙；
e．打开水泵开关向致裂钻孔内注入高压水进行水力致裂，使致裂钻孔周边的爆生裂隙进一步扩展；
f．当致裂钻孔孔壁或周边出现渗水或水压力小于5MPa时，关闭注水阀，停止注水。
图3是本发明机巷内水力致裂钻孔结构示意图；
图4是本发明采煤工作面两端头沿煤层上方致裂钻孔布置示意图；
图5是本发明聚能管装药连接示意图；
图6是本发明聚能管装药剖面示意图。
具体实施方式
如图1图4所示，先在工作面4两端头沿煤层5上方各打1个倾斜的致裂钻孔K，同时分别在机巷1和风巷2超前工作面4靠两巷外帮侧沿顶板向上施工5~10个致裂钻孔K，所述靠两巷外帮侧沿顶板向上施工的致裂钻孔K深度为5~10m；
如图2所示，在施工好的致裂钻孔K内逐一安装多节聚能管G，所述的聚能管G采用PVC管，聚能管G的管壁两侧开有若干聚能孔J，安装前在除Ⅰ号聚能管G1外的所有聚能管G内分别穿入长约1.5m的细电线6，将矿用水胶炸药13装入每个聚能管G内，每个聚能管G的两端均用炮泥填塞，同时在聚能管G的末端连接一发电雷管7，电雷管脚线10长约0.3m，将Ⅰ号聚能管G1的雷管脚线10引出插入快速接头的公头8，同时将Ⅱ号聚能管G2前端的细电线6插入快速接头的母头9，将Ⅱ号聚能管G2末端的细电线6和脚线10一起插入快速接头的公头8，同时将Ⅲ号聚能管G3前端的细电线6插入快速接头母头9，依次逐个连接至最后一节聚能管G，所述的向致裂钻孔K内送装的所有聚能管G的聚能孔J朝向一致，均沿预裂方向，具体安装如下：
先将Ⅰ号聚能管G1送入致裂钻孔K内，把Ⅰ号聚能管G1的快速接头的公头8与Ⅱ号聚能管G2前端快速接头的母头9插接在一起，如图5、图6所示，然后将Ⅱ号聚能管G2送入致裂钻孔K内，将Ⅱ号聚能管G2快速接头的公头8与Ⅲ号聚能管G3快速接头的母头9插接在一起，聚能管G与聚能G之间设有防止聚能管转向的限位装置11，依次送入并连接多节聚能管G至致裂钻孔K内，在致裂钻孔K孔口处装入一节不装药的空聚能管Gk；用膨胀螺栓
18封孔防止聚能管G滑落，同时将雷管脚线10引出至孔外，将1~3个致裂钻孔K孔外的电雷管脚线10并联，引爆炸药进行聚能爆破，使爆炸能量优先沿聚能孔J方向产生爆生裂隙
14，如图3（a）所示，卸除膨胀螺栓18，用水管冲洗爆破后的致裂钻孔K，再向钻孔内送入与注水泵16相连的封孔器15封孔；或采用封孔器15封孔，同时将雷管脚线10引出至孔外，将1~3个致裂钻孔K孔外的电雷管脚线10并联，连接好注水管路并向致裂钻孔K孔内注满水，进行水压聚能爆破，使爆炸能量优先沿聚能孔J方向产生爆生裂隙14；
打开水泵16开关向致裂钻孔K内注入高压水17进行水力致裂，使致裂钻孔K周边的爆生裂隙14进一步扩展，如图3（b）所示；
当致裂钻孔K孔壁或周边出现渗水或注水压力小于5MPa时，关闭注水阀，停止注水。
然后继续送装Ⅱ号聚能管G2至孔底时将快速接头的公头8与Ⅲ号聚能管G3前端快速接头的母头9插接在一起，利用两节聚能管间的限位装置11限位防止聚能管转向，依次送装聚能管G至最后一节。最后将1节空聚能管Gk送入孔内，并将孔口用膨胀螺栓18封孔防止聚能管滑落，同时将电雷管脚线10引出至孔外，将1~3个致裂钻孔K孔外的电雷管脚线10并联，引爆炸药进行聚能爆破，在聚能孔J方向产生定向爆生裂隙14，再卸除膨胀螺栓18，用水冲洗净致裂钻孔K后，向致裂钻孔K浅部送入封孔器15封孔；或直接将封孔器15送入致裂钻孔K内，同时将电雷管脚线10引出至孔外，将1~3个致裂钻孔K孔外的电雷管脚线10并联，连接好注水管路向致裂钻孔K内注满水，引爆炸药进行水压聚能爆破，在聚能孔J方向产生定向爆生裂隙14。如图3所示，聚能爆破后打开水泵16开关向致裂钻孔内注入高压水17进行水力致裂，使钻孔周边的定向爆生裂隙14继续扩展，实现水力致裂，当致裂钻孔K孔壁或周边出现渗水或注水压力小于5MPa时，即关闭注水阀，停止注水。
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