[發明專利]一種采煤工作面瓦斯快速抽采方法

無效

• 申請號: 201410165715.2
• 申請日: 2014-04-23
• 公開（公告）號: CN103899348A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 郭臣業;李棟;覃樂;周東平;周俊杰;張尚斌;沈大富;徐濤;王聯;何華
• 申請（專利權）人: 重慶市能源投資集團科技有限責任公司
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙) 50211
• 代理人: 郭云

技術領域

本發明涉及一種煤層瓦斯氣抽采方法，尤其是一種采煤工作面瓦斯快速抽采方法。

背景技術

煤層瓦斯是一種潔凈能源，但對煤礦生產而言更是一種災害源。我國的煤炭賦存地質條件復雜，主要依靠地下開采，隨著開采深度的增加，煤層瓦斯含量逐漸增加，煤層瓦斯壓力增大，突出的危險性增高，防突難度越來越大。現有采煤工作面瓦斯抽采是分別通過運輸巷和回風巷內在本煤層中打順層鉆孔進行抽采。由于在松軟的突出煤巷掘進中鉆孔往往會出現塌孔、噴孔、夾鉆和頂鉆現象，甚至會引起煤與瓦斯突出，導致鉆孔距離短，所鉆的孔不成形、抽放及卸壓覆蓋范圍小，掘進速度慢。特別是重慶地區所屬煤礦煤層大多為松軟煤層，具有煤層硬度低、瓦斯含量高、透氣性差的特點，其相鄰鉆孔孔距通常在2～5米，鉆孔布設密度大，鉆孔數量多，鉆孔和抽采連接工作量大，其缺陷和不足顯得尤為突出。為此，需要對現有煤層瓦斯抽采方式進行改進。

發明內容

本發明的目的是針對現有的煤層抽采技術的不足，提供一種采煤工作面瓦斯快速抽采方法，以減少鉆孔數量，提高抽采率，確保采煤工作的安全性。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種采煤工作面瓦斯快速抽采方法，包括以下步驟：

a、在煤層底板內沿煤層走向掘進一底抽巷，底抽巷壁面距煤層距離大于或等于10米；

b、在該底抽巷內形成多個伸入煤層的壓裂鉆孔，多個壓裂鉆孔沿底抽巷深度方向分布，相鄰壓裂鉆孔在進入煤層處的中心距為30～50米；

c、在壓裂鉆孔內置入壓裂管組，并在壓裂鉆孔的巖石層孔壁段形成滿足壓裂密封要求的封孔段，且該封孔段長度大于或等于10米；

d、將壓裂管組通過管件與壓裂泵組連接，并通過壓裂泵組和壓裂管組對所述煤層進行水力壓裂；

e、拆除壓裂管組與壓裂泵組的連接管件，將壓裂鉆孔與煤礦井下瓦斯抽采系統連接，進行煤層瓦斯抽采；

g、在該底抽巷內形成多個伸入煤層的抽采孔，多個抽采孔沿底抽巷的上部周向和深度方向分布，任一抽采孔與相鄰的抽采孔或壓裂鉆孔在進入煤層處的中心距為5～8米；

g、在抽采孔置內入抽采管，并對抽采孔按抽采密封要求進行封孔；

h、將全部抽采孔與煤礦井下瓦斯抽采系統連接，持續進行煤層瓦斯抽采，直至煤層瓦斯含量符合安全掘進標準。

采用上述技術方案的本發明，通過在煤層底板內設置底抽巷和對煤層進行壓裂鉆孔和瓦斯抽采孔，其鉆孔數量遠少于順層孔的鉆孔數量，其工作量小，且壓裂鉆孔和瓦斯抽采孔由巖層穿如煤層，其卡鉆幾率遠小于鉆順層孔，鉆孔效率高。同時，多個穿層鉆孔在煤層內形成點陣式布置，通過水力壓裂可有效提高煤層的透氣性能，從而有效提高抽采率，確保采煤工作安全性。同時，瓦斯抽采和水力壓裂管線均通過底抽巷布設，可將巷道掘進的瓦斯氣預抽與煤層氣抽采工作合二為一，節省內層開采準備時間，提高采煤效率。

本發明中，在鉆壓裂鉆孔時，選擇在底抽巷上部適當位置鉆進，以確保封孔段不僅位于巖石層上，而且其長度也不小于10米。任一壓裂鉆孔既可設在底抽巷上部的任意一側，相鄰的兩壓裂鉆孔最好在底抽巷上部形成交錯分布，以提高煤層壓裂的增透效果。

本發明中，根據煤層瓦斯抽采需要，也可在所述底抽巷的同一截面上布設多個穿層鉆孔中的數個，進一步提高采煤效率，縮短瓦斯總抽采時間。

優選的，所述底抽巷具有圓弧形拱頂。利用圓形弧頂的穩定性結構提高底抽巷內作業的安全性，同時，方便布設壓裂泵組、抽采系統和人員活動，以提高抽采效率。

優選的，所述壓裂鉆孔直徑為95mm～120mm。以方便采用現有尺寸規格的鉆頭鉆孔，并確保壓裂和抽采的方便性，降低抽采成本，提高抽采效率。

本發明與現有技術相比的有益效果是，鉆孔數量少、抽采效率高，巷道掘進和采煤工作安全，采煤效率高。

附圖說明

圖1是本發明方法中壓裂鉆孔4及抽采孔7與底抽巷3橫向截面的關系示意圖。

圖2是本發明方法中壓裂鉆孔4及抽采孔7與底抽巷3縱向截面的關系示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步的說明，但并不因此將本發明限制在所述的實施范圍之中。

參見圖1、圖2，一種采煤工作面瓦斯快速抽采方法，包括以下步驟：

a、在煤層底板1內沿煤層2走向掘進一具有圓弧形拱頂的底抽巷3，底抽巷3壁面距煤層2距離大于或等于10米；