水流通過孔壁向外滲出，從而達到良好的封孔目的。
[0043]更進一步的，如圖2所示的，上述高分子材料封堵結構4包括鋁箔紙袋，鋁箔紙袋中部設置有能拆卸的卡扣5，將鋁箔紙袋間隔為基料袋6與催化劑袋7，在將第一注水管2導入對應靜壓鉆孔I內時，拆卸掉卡扣6使基料袋的基料與催化劑袋7內的催化劑充分混合，高分子材料封堵結構膨脹堵塞對應靜壓鉆孔I。
[0044]在本發明的另一較佳實施例中，如圖3所示的，上述步驟B具體的包括:
[0045]B1、采用中空的三棱鉆桿8在采煤工作面靜壓區均勻布置多個動壓鉆孔組，每個動壓鉆孔組由六個動壓鉆孔9形成，動壓鉆孔9長度為采煤工作面長度的二分之一至三分之二，動壓鉆孔9之間的間隔為1m?15m，孔徑為50mm?80mm，角度與煤層傾角基本一致；
[0046]B2、上述中空的三棱鉆桿8之中部設置有奇數個透水孔10形成透水區域，比如可以設置五個透水孔10，透水孔10與三棱鉆桿8的中空部相連通，透水區域兩側的三棱鉆桿8上均設置有動壓水力膨脹式封孔器11，動壓水力膨脹式封孔器11均與奇數個透水孔10的中間孔12相連通；
[0047]其更為具體的是:
[0048]B3、每個動壓鉆孔組內施工過程為:
[0049]B31、通過鉆機將對應的三棱鉆桿8在采煤工作面靜壓區的煤層內打入十米形成第一個動壓鉆孔9;
[0050]B32、然后將鉆機取下使對應三棱鉆桿8預留在第一個動壓鉆孔9內，將動壓注水系統與三棱鉆桿8的中空部相連通，使對應的動壓水力膨脹式封孔器11快速膨脹與第一個動壓鉆孔9的孔壁緊密結合完成封孔，三棱鉆桿8上其余的透水孔10向動壓水力膨脹式封孔器11之間的第一個動壓鉆孔9內注水，完成第一個動壓鉆孔9的動壓注水;對其進行高壓致裂注水，在煤層內部形成“水擊”現象，迫使煤層內部原有的封閉裂隙相互溝通并同時在煤層內形成新的裂隙網；
[0051 ] B33、然后按照步驟B31與步驟B32的方式依次施工第二個動壓鉆孔、第三個動壓鉆孔、第四個動壓鉆孔、第五個動壓鉆孔與第六個動壓鉆孔；
[0052]B34、待第六個動壓鉆孔也完成動壓注水時，將第一個動壓鉆孔9內的三棱鉆桿8與動壓注水系統分尚，將鉆機通過另一個三棱鉆桿與第一個動壓鉆孔9內的三棱鉆桿8相連接，將第一個動壓鉆孔9繼續打入十米，然后按照步驟B32的方式完成動壓注水；
[0053]B35、然后按照步驟B34的方式依次完成第二個動壓鉆孔、第三個動壓鉆孔、第四個動壓鉆孔、第五個動壓鉆孔與第六個動壓鉆孔的動壓注水；
[0054]重復步驟B34與步驟B35直至每個動壓鉆孔長度到達預定長度；
[0055]動壓注水的水壓為10MPa_25MPa。
[0056]而且隨采煤工作面的推進，當步驟B中的采煤工作面靜壓區轉變為采煤工作面動壓區時，則按照步驟A中的封孔與注水步驟進行操作。也就是說，當采煤工作面靜壓區轉變為采煤工作面動壓區時，將每個動壓鉆孔9內的三棱鉆桿8與動壓注水系統分離，停止注水，然后再將三棱鉆桿8從動壓鉆孔9內取出，然后將第一注水管2的結構形式導入對應動壓鉆孔9內，再重復步驟A2與步驟A3的操作方式。顯然的，隨著采煤工作面的推進，會在采煤工作面下一處形成另一個采煤工作面靜壓區，然后重復步驟B1、步驟B2與步驟B3。
[0057]為了更進一步的描述本專利，所述步驟A中的靜壓注水系統具體包括礦井水管13，礦井水管13通過連接管路14與對應第一注水管2相連通，連接管路14上設置有靜壓注水壓力流量多用表15與靜壓注水截止閥16。
[0058]而且所述步驟B32中的動壓注水系統具體包括與礦井水管相連通的儲水箱17，儲水箱17與一栗站18相連通，栗站18與一加壓栗19相連通，加壓栗19通過動壓水總管20分別與對應三棱鉆桿8的中空部相連通，動壓水總管20上設置有動壓注水壓力流量多用表21與動壓注水截止閥22。
[0059]當然，以上說明僅僅為本發明的較佳實施例，本發明并不限于列舉上述實施例，應當說明的是，任何熟悉本領域的技術人員在本說明書的教導下，所做出的所有等同替代、明顯變形形式，均落在本說明書的實質范圍之內，理應受到本發明的保護。
【主權項】
1.一種高低壓分區致裂增滲式煤層注水方法，其包括以下步驟: A、在采煤工作面動壓區鉆孔、封孔與注水的步驟； B、在采煤工作面靜壓區鉆孔、封孔與注水的步驟； 采煤工作面動壓區為距離工作面煤壁70-150米之內的煤層區域，采煤工作面靜壓區為距離工作面煤壁150米之外的煤層區域。2.根據權利要求1所述的高低壓分區致裂增滲式煤層注水方法，其特征在于，上述步驟A具體的包括: Al、采用麻花鉆桿在采煤工作面動壓區均勻布置多個靜壓鉆孔，靜壓鉆孔長度為采煤工作面長度的二分之一至三分之二； A2、每個靜壓鉆孔配置有一個第一注水管，在每個第一注水管的前部設置有靜壓水力膨脹式封孔器，靜壓水力膨脹式封孔器與第一注水管相連通，第一注水管的前端露出靜壓水力膨脹式封孔器，在每個靜壓鉆孔之孔口與靜壓水力膨脹式封孔器之間的第一注水管上均勻布置多個高分子材料封堵結構； A3、將步驟A2中的第一注水管導入對應靜壓鉆孔內，高分子材料封堵結構膨脹堵塞對應靜壓鉆孔，通過靜壓注水系統向所有第一注水管進行靜壓注水，靜壓水力膨脹式封孔器隨第一注水管進行靜壓注水快速膨脹，靜壓水力膨脹式封孔器與靜壓鉆孔的孔壁緊密結合完成封孔，直至相鄰靜壓鉆孔之間的煤體被充分濕潤，則停止靜壓注水;靜壓注水的水壓為2MPa-4MPa03.根據權利要求2所述的高低壓分區致裂增滲式煤層注水方法，其特征在于，上述高分子材料封堵結構包括鋁箔紙袋，鋁箔紙袋中部設置有能拆卸的卡扣，將鋁箔紙袋間隔為基料袋與催化劑袋，在將第一注水管導入對應靜壓鉆孔內時，拆卸掉卡扣使基料袋的基料與催化劑袋內的催化劑充分混合，高分子材料封堵結構膨脹堵塞對應靜壓鉆孔。4.根據權利要求1所述的高低壓分區致裂增滲式煤層注水方法，其特征在于，上述步驟B具體的包括: B1、采用中空的三棱鉆桿在采煤工作面靜壓區均勻布置多個動壓鉆孔組，每個動壓鉆孔組由六個動壓鉆孔形成，動壓鉆孔長度為采煤工作面長度的二分之一至三分之二； B2、上述中空的三棱鉆桿之中部設置有奇數個透水孔形成透水區域，透水孔與三棱鉆桿的中空部相連通，透水區域兩側的三棱鉆桿上均設置有動壓水力膨脹式封孔器，動壓水力膨脹式封孔器均與奇數個透水孔的中間孔相連通； B3、每個動壓鉆孔組內施工過程為: B31、通過鉆機將對應的三棱鉆桿在采煤工作面靜壓區的煤層內打入十米形成第一個動壓鉆孔； B32、然后將鉆機取下使對應三棱鉆桿預留在第一個動壓鉆孔內，將動壓注水系統與三棱鉆桿的中空部相連通，使對應的動壓水力膨脹式封孔器快速膨脹與第一個動壓鉆孔的孔壁緊密結合完成封孔，三棱鉆桿上其余的透水孔向動壓水力膨脹式封孔器之間的第一個動壓鉆孔內高壓注水，增大煤層的滲透率，完成第一個動壓鉆孔的動壓注水； B33、然后按照步驟B31與步驟B32的方式依次施工第二個動壓鉆孔、第三個動壓鉆孔、第四個動壓鉆孔、第五個動壓鉆孔與第六個動壓鉆孔； B34、待第六個動壓鉆孔也完成動壓注水時，將第一個動壓鉆孔內的三棱鉆桿與動壓注水系統分離，將鉆機通過另一個三棱鉆桿與第一個動壓鉆孔內的三棱鉆桿相連接，將第一個動壓鉆孔繼續打入十米，然后按照步驟B32的方式完成動壓注水； B35、然后按照步驟B34的方式依次完成第二個動壓鉆孔、第三個動壓鉆孔、第四個動壓鉆孔、第五個動壓鉆孔與第六個動壓鉆孔的動壓注水； 重復步驟B34與步驟B35直至每個動壓鉆孔長度到達預定長度； 動壓注水的水壓為10MPa-25MPa。5.根據權利要求1所述的高低壓分區致裂增滲式煤層注水方法，特征在于，其還包括:隨采煤工作面的推進，當步驟B中的采煤工作面靜壓區轉變為采煤工作面動壓區時，則按照步驟A中的封孔與注水步驟進行操作。6.根據權利要求2所述的高低壓分區致裂增滲式煤層注水方法，其特征在于，所述步驟A中的靜壓注水系統具體包括礦井水管，礦井水管通過連接管路與對應第一注水管相連通，連接管路上設置有靜壓注水壓力流量多用表與靜壓注水截止閥。7.根據權利要求4所述的高低壓分區致裂增滲式煤層注水方法，其特征在于，所述步驟B32中的動壓注水系統具體包括與礦井水管相連通的儲水箱，儲水箱與一栗站相連通，栗站與一加壓栗相連通，加壓栗通過動壓水總管分別與對應三棱鉆桿的中空部相連通，動壓水總管上設置有動壓注水壓力流量多用表與動壓注水截止閥。
【專利摘要】本發明公開了一種高低壓分區致裂增滲式煤層注水方法，其包括在采煤工作面動壓區鉆孔、封孔與注水步驟；在采煤工作面靜壓區鉆孔、封孔與注水步驟；采煤工作面動壓區為距離工作面煤壁70-150米之內的煤層區域，采煤工作面靜壓區為距離工作面煤壁150米之外的煤層區域。采用分區式煤層鉆孔注水的方式，在采煤工作面動壓區采用的鉆桿選用麻花鉆桿，利于“排渣”，并且采用水力膨脹式封孔器和高分子材料封堵結構聯合封孔后進行低壓注水；而在采煤工作面靜壓區采用分段式鉆孔實施方法進行多次打孔，同時鉆桿選用三棱鉆桿，減小鉆桿與孔壁的接觸面積，防止出現“卡鉆”現象，并實施高壓注水增加煤層的滲透率，以使煤層注水效果達到最佳，提高了打孔與注水效率。
【IPC分類】E21C41/16, E21F5/02
【公開號】CN105649625
【申請號】
【發明人】周剛, 程衛民, 馬有營, 聶文, 王剛, 薛嬌, 王昊, 張琦, 孫彪, 邱晗, 徐茂, 范韜, 邱磊
【申請人】山東科技大學
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年1月15日