[發明專利]壓力脈沖煤礦瓦斯防突方法

在審

• 申請號: 201410717089.3
• 申請日: 2014-12-01
• 公開（公告）號: CN104453984A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 付在林;馮三利;雷華友;李勝利;范建明;景澤亞;王懷;米利華;付芳;馮躍封;楊金亮;任貴陽;習通;李瑞寒
• 申請（專利權）人: 河南立升怡興油氣技術開發有限公司
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21B43/30
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明屬于礦井瓦斯治理技術領域，主要涉及一種壓力脈沖煤礦瓦斯防突方法。

背景技術

在有煤與瓦斯突出危險性礦井中，對開采煤層進行煤與瓦斯突出治理的方法主要采用地面鉆井人為強化改造增產預抽瓦斯、井下鉆孔抽放瓦斯等技術。在這些技術中，主要是利用抽采設備通過井與抽放孔進行地面抽采，或者井下抽采，它們的作用一般比較單一，不能較好地實現一井(孔)多用，不能有效增加煤儲層的滲透率，因此使得煤儲層的滲透條件得不到改善；不能使用氣體驅替瓦斯，煤層瓦斯只能靠滲透作用放散；不能改變煤儲層的應力狀態，使得煤儲層應力集中狀態得不到消除；不能在抽放瓦斯的同時注水防突。至今為止，沒有相關的技術來解決一井多用同時增透、驅替、改變應力狀態及注水來治理礦井煤與瓦斯突出的實際問題。

發明內容

鑒于現有技術中所存在的技術問題，本發明設計并公開了一種壓力脈沖煤礦瓦斯防突方法，旨在采用地面鉆井與井下巷道聯合治理礦井煤與瓦斯突出時，在井中使用周期性氣體壓力脈沖對煤儲層進行改造，實現儲層增透、氣體驅替瓦斯、儲層應力狀態改變、注水來防治煤與瓦斯突出，以及采區預抽、采動區抽采和采空區抽采，解決現有技術中所存在的問題，來降低抽采成本、提高瓦斯抽采率。

為實現上述發明目的，本發明所采取的具體技術方案是：

一種壓力脈沖煤礦瓦斯防突方法，包括井位優選布置、井身結構優化設計、壓力脈沖與增透、驅替、注水的實現及采前、采后井巷聯合抽排礦井瓦斯。

進一步地，如上所述的壓力脈沖煤礦瓦斯防突方法，所述井位優選布置包括根據采煤工作面寬度L，確定井與井間、井與巷道間的距離，井間距為L，井巷間距離為1/2L。

進一步地，如上所述的壓力脈沖煤礦瓦斯防突方法，所述井身結構優化設計包括采用二開井身結構，一開下入套管直徑是244.5mm，套管至穩定基巖下10m；二開至最下一個開采煤層底部50m完鉆，套管直徑是139.7mm或者177.8mm，套管下入深度至煤層以上頂板冒落帶高度Hm處，Hm＝3D～5D，D為開采煤層分層厚度，一開與二開固井水泥漿均返至地面。

進一步地，如上所述的壓力脈沖煤礦瓦斯防突方法，所述壓力脈沖與增透、驅替、注水的實現包括利用增壓機、空氣壓縮機向井內注入一定壓力的空氣后閉壓滲透15～30min，然后瞬間壓力釋放，循環注入氣體、閉壓滲透、壓力釋放作業，產生周期性激動壓力脈沖作用，直到這種作用的有效影響范圍達到巷道；在注入氣體的同時利用高壓注水泵向井內注入一定量的水，所述高壓為不低于所注入氣體的最高壓的壓力；所述空氣壓縮機向井內注入的壓力接近于煤層破碎壓力或閉合壓力。

進一步地，如上所述的壓力脈沖煤礦瓦斯防突方法，所述采前、采后井巷聯合抽排礦井瓦斯包括工作面回采前向增透的煤儲層注入空氣驅替瓦斯進行采區預抽、采動區抽采，工作面回采后對裂隙帶高度范圍內的套管射孔形成篩眼，對采空區瓦斯進行抽排。

本發明設計合理，在實施壓力脈沖作用時，可起到增透煤儲層、驅替瓦斯、改變煤儲層應力狀態及注水卸壓作用，實現一井多用，提高瓦斯抽采率，達到防治煤與瓦斯突出的目的。

附圖說明

圖1為井位優選布置示意圖；

圖2為井身結構優化示意圖；

圖3為壓力脈沖與增透、驅替、注水后的效果圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面本發明中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

圖1為井位優選布置示意圖；如圖1所示，井位優選布置主要是

根據采煤工作面寬度L，確定井與井之間、井與巷道之間的最佳距離，

井間距離為L，井巷間距離為1/2L；在一定的壓力脈沖時間內壓力脈

沖增透所產生的有效影響半徑能夠達到使預抽排瓦斯影響范

圍能夠達到開拓的煤巷、切眼，使煤層瓦斯與瓦斯壓力大幅度降低。