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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：本发明公开了一种地面T型分支水平井坚硬顶板矿压灾害治理方法，首先钻取二开孔身结构直井下套管、依靠斜向器分别钻取下套管的分支水平孔a、分支水平孔b；然后依次实施分支水平孔a、分支水平孔b分段射孔水力压裂、直井的射孔压裂施工，最终形成复杂的水力裂缝网格。本发明方法所形成的水力裂缝网格能高效实现煤层回采工作面上覆顶板坚硬关键岩层矿压灾害的超前治理，以预防煤层工作面回采期间上覆顶板坚硬岩层强矿压灾害显现，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：1.一种地面T型分支水平井坚硬顶板矿压灾害治理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，确定煤层回采工作面3上覆主关键岩层2，精准确定煤层回采工作面3及其上覆的主关键岩层2之间的垂向间距、二者距离地面1的距离；步骤2，利用测点放样仪器测量煤层回采工作面3边界四角点的大地坐标，根据所测量的煤层回采工作面3边界四角点的大地坐标数据计算煤层回采工作面3中心点A4的大地坐标，利用测点放样仪器精准圈定出中心点A4正上方投影于地面1的坐标点B5的位置，确定该坐标点B5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3、主关键岩层2距离地面1的垂向距离参数，在步骤2确定的坐标点B5位置钻取一口直井，该直井为二开孔身结构；一开钻进至稳定基岩5～10m，下入一开套管6，纯水泥浆固井；二开钻进深度至主管关键岩层2以下，下入二开套管7，纯水泥浆固井；步骤4，在步骤3所钻取的直井内下入斜向器用于分支水平孔侧钻，然后下入Φ171.5mm钻头钻具组合，在二开套管7上的侧钻点a9侧钻开分支水平孔a11，分支水平孔a11水平段着陆点10位于主关键岩层2内，该分支水平孔a11水平段钻进深度至主关键岩层2的走向右边界端部位置；分支水平孔a11的侧钻点a9以下5～10m段下入承压碱性可溶式桥塞8；步骤5，实施步骤4所钻取的分支水平孔a11的下套管及固井作业：分支水平孔a11内下入套管及管串，下入孔内的套管及管串从上到下依次为：Φ89mm钻杆21、丢手工具20、1根Φ139.7mm分支水平孔短套管19、分级箍13、Φ139.7mm分支水平孔套管12；将上述管串下入至分支水平孔a11内距离孔底端1～2m，用于固井水泥浆正常循环，分支水平孔短套管19下放深度至分支水平孔a11的侧钻点a9处；上述管串下入至设计孔深位置后，进行纯水泥浆固井作业；固井侯凝结束后，地面1打开钻杆21内环孔下入钢球，待钢球下入至丢手工具20处时，往钻杆内注入高压清水，此时丢手工具20处压力瞬间增大，使得丢手工具20与分支水平孔短套管19分离，在地面1起出钻杆21，下入Φ120mm的PDC钻头钻进磨铣分级箍13内部结构，使整个分支水平孔a11内部畅通，然后位于分支水平孔a11侧钻点a9处下入分支水平孔孔口碱性可溶式密封桥塞14，实现暂堵分支水平孔a11；步骤6，基于步骤3所钻取的直井内首先下入斜向器用于分支水平孔侧钻，然后下入Φ171.5mm钻头钻具组合，在二开套管7上的侧钻点b15侧钻开分支水平孔b16，侧钻点b15位于侧钻点a9上部，分支水平孔b16水平段着陆点位于主关键岩层2内，该分支水平孔b16水平段钻进深度至主关键岩层2的走向左边界端部位置；步骤7，实施上述步骤6所钻取的分支水平孔b16的下套管及固井作业，其实现过程与步骤5相同，最终实现桥塞14暂堵分支水平孔b16；步骤8，下入Φ89mm光钻杆钻具组合至侧钻点b15上端1～3m，在地面1将泥浆泵排量调至最大排量，向井底注入高流速的碱性循环液体冲刷及清洗干净沉积于起密封暂堵作用碱性可溶式桥塞8和桥塞14处的钻屑，同时使快速溶解直井、分支水平孔a11、分支水平孔b16处的碱性可溶式桥塞8和桥塞14，进而使得直井、分支水平孔a11、分支水平孔b16畅通；步骤9，依次实施分支水平孔a11分段射孔水力压裂、分支水平孔b16分段射孔水力压裂、直井的射孔压裂施工，形成大量的水力裂缝22，两个分支水平孔及直井的射孔压裂所形成的水力裂缝22能高效实现煤层回采工作面上覆顶板坚硬主关键岩层2强矿压灾害治理。

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