[發(fā)明專利]一種防治厚煤層開采過程中瓦斯超限的方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410519303.4
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN104389559B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉曉;李鋒;馬耕;李賢忠;陶云奇;張帆;馮云飛
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B7/00;E21B43/26;E21F7/00
• 代理公司: 鄭州立格知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司41126
• 代理人: 涂連梅,賀保平

1.一種用于防治厚煤層開采過程中瓦斯超限的方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

1）鉆孔位置的選擇，根據(jù)煤層節(jié)理發(fā)育情況，選擇節(jié)理較發(fā)育的位置為鉆孔位置；

2）鉆孔以及水力割縫角度的選擇，根據(jù)最大水平主應(yīng)力的方向，選擇鉆孔角度以及水力割縫的角度，使得水力割縫方向與最大水平主應(yīng)力的方向呈30-60°；所述根據(jù)最大水平主應(yīng)力的方向選擇鉆孔的角度以及水力割縫的角度的方法為：根據(jù)最大水平主應(yīng)力的方向分為三種情況：第一種情況，當(dāng)最大水平主應(yīng)力的方向與巷道的夾角小于30°時(shí)，鉆孔與巷道的角度為30~60°，噴嘴為90°噴嘴；第二種情況，當(dāng)最大水平主應(yīng)力的方向與巷道的夾角為30~60°時(shí)，鉆孔方向與巷道的角度為30~60°，噴嘴方向平行于巷道；第三種情況，當(dāng)最大水平主應(yīng)力的方向與巷道的夾角為60~90°時(shí)，鉆孔與巷道的角度為60~90°，噴嘴選用90~120°之間的噴嘴；

3）開鉆及固孔，利用鉆機(jī)鉆至壓實(shí)帶以內(nèi)3-5m深后進(jìn)行固孔；

4）成孔，更換鉆機(jī)的鉆頭，選擇直接小于步驟3）中所用的鉆頭，鉆至壓實(shí)帶內(nèi)3-5m停鉆，移走鉆機(jī)；

5）設(shè)備準(zhǔn)備，將限壓閥、噴嘴與連續(xù)油管連接；

6）水力割縫，通過轉(zhuǎn)動(dòng)連續(xù)油管調(diào)節(jié)水力割縫方位角至步驟2）中的設(shè)計(jì)角度，調(diào)節(jié)水力壓裂泵，使其出水壓力小于限壓閥的閾值，進(jìn)行連續(xù)的水力割縫，在進(jìn)行水力割縫過程中，控制連續(xù)油管回撤，回撤的距離小于水力割縫形成的壓實(shí)帶的寬度的2倍；

7）雙向膨脹器封孔，將水力壓裂泵與注液管連接，通過注液管向雙向膨脹器內(nèi)注入高壓水對鉆孔進(jìn)行臨時(shí)封孔；

8）水力壓裂，調(diào)節(jié)水力壓裂泵，使其出水壓力大于限壓閥的閾值，進(jìn)行水力壓裂；

9）解封，抽出雙向膨脹器中的高壓水，實(shí)現(xiàn)對鉆孔的解封；

10）清除鉆孔內(nèi)的積水，將連續(xù)油管連接壓風(fēng)管，實(shí)現(xiàn)對鉆孔內(nèi)的積水的清除；

11）瓦斯抽采，在壓裂場施工抽采鉆孔，抽采鉆孔與步驟8）形成的壓裂孔封孔后接入抽采管路，進(jìn)行聯(lián)抽；

12）效果檢驗(yàn)，監(jiān)測日抽采量、純量、抽采濃度，并對水力壓裂的裂縫延伸方向及大小進(jìn)行測試。

2.如權(quán)利要求1所述的防治厚煤層開采過程中瓦斯超限的方法，其特征在于：步驟11）中抽采鉆孔以及步驟8）形成的壓裂孔聯(lián)抽的方式為通過高負(fù)壓抽采。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防治厚煤層開采過程中瓦斯超限的方法，其特征在于：步驟3）所述的開鉆及固孔的方法為，將封孔套管放入鉆孔內(nèi)，通過封孔套管向鉆孔內(nèi)注入漿液，當(dāng)漿液從套管內(nèi)返出時(shí)停止注漿，靜待漿液凝固。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防治厚煤層開采過程中瓦斯超限的方法，其特征在于：在進(jìn)行步驟4）之前，采用高壓風(fēng)將鉆孔中的煤粉吹出鉆孔。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的防治厚煤層開采過程中瓦斯超限的方法，其特征在于：所述的步驟9）中雙向膨脹器內(nèi)的高壓水抽出的方式為利用抽采負(fù)壓抽出雙向膨脹器內(nèi)的高壓水。