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申请/专利权人：中煤科工西安研究院(集团)有限公司

摘要：本发明公开了一种基于单口地面井的坚硬顶板岩层群全空间治理方法，该方法仅需钻取一单口地面直井，且在该直井内两侧沿关键岩层开分支水平孔钻进，同时实施分段射孔水力压裂施工，最后位于直井内下入坐封器，分段治理各分支水平孔着陆点在水平投影上至同等深度直井的该段长度未被治理矿压灾害盲区。本发明能够高效达到煤层回采工作上覆全空间内顶板坚硬岩层群可能造成的矿压灾害治理，最终实现超前、低成本、高效解决煤层工作面回采期间存在的矿压灾害安全隐患，保障煤矿采掘接续工作有序进行以及煤矿高效生产。

主权项：1.一种基于单口地面井的坚硬顶板岩层群全空间治理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，确定煤层回采工作面5上覆顶板坚硬关键岩层，从下到上依次为关键岩层a4、关键岩层b3、关键岩层c2；同时精准确定煤层回采工作面5、各个顶板坚硬关键岩层距离地面1的垂向距离；步骤2，利用测点放样仪器测量煤层回采工作面5边界四角点的大地坐标，以确定煤层回采工作面5区域的边界范围分布，然后根据所测量的煤层回采工作面5边界四角点的大地坐标数据计算出煤层回采工作面中心点A6的大地坐标，最后位于地面利用测点放样仪器精准圈定出煤层回采工作面中心点A6正上方投影于地面的坐标点B7的位置，确定该坐标点B7作为待钻取直井的井口位置；步骤3，基于步骤1所获取的煤层回采工作面5、各个顶板坚硬关键岩层距离地面1的垂向距离参数，在步骤2所给定的地面坐标点B7位置钻取一口直井8并钻进至关键岩层a4以下，下入套管利用纯水泥浆封固套管，其中钻进至关键岩层a4以下的井段作为预留井段；步骤4，在步骤3所钻取的直井8内下入钻具组合，在侧钻点a9进行套管侧钻开分支水平孔11，分支水平孔11钻进位于最下覆的关键岩层a4中；侧钻点a9位于关键岩层a4上部与关键岩层b3下部之间的范围，分支水平孔11水平段着陆点10于关键岩层a4内，该分支水平孔11水平段钻进深度至关键岩层a4的走向右边界端部位置；步骤5，在地面1下入分段压裂工具串进入到步骤4所钻取的分支水平孔11末端，进行分段射孔水力压裂施工，采用后退式分段压裂施工，在该分支水平孔11分段压裂施工结束后，形成水力裂缝网络13，该水力裂缝网络13能起到卸压作用，进而达到矿压灾害治理的目的，最后在该分支水平孔11侧钻点a9处下入桥塞14密封已经实施分段压裂结束的分支水平孔11；步骤6，在步骤5侧钻点a9的位置垂向上提3～5m作为下一个分支水平孔的侧钻点b15，该侧钻点b15位于关键岩层a4上部与关键层b3下部之间的范围，在直井内下入钻具组合至侧钻点b15深度处进行套管侧钻开分支水平孔钻进，该套管侧钻开分支水平孔钻进位于最下覆的关键岩层a4中，此次所取的分支水平孔轨迹方位与步骤4所钻取的分支水平孔11轨迹方位在水平投影上偏差180°，该分支水平孔水平段钻进深度至关键岩层a4走向左侧的边界端部位置；步骤7，对于步骤6所钻取关键岩层a4中分支水平孔进行后退式分段射孔水力压裂施工，在压裂施工结束后，位于该分支水平孔侧钻点b15处下入桥塞14密封已经实施分段压裂结束的分支水平孔；步骤8，对于步骤1所确定的关键岩层b3、关键岩层c2，分别采用上述步骤4至步骤7工艺过程进行卸压矿压灾害治理；步骤9，基于上述步骤4至步骤8对关键岩层a4、关键岩层b3、关键岩层c2存在造成矿压灾害可能性进行有效治理。

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