[發(fā)明專利]一種用于井下煤層鉆孔的孔內(nèi)體積膨脹增透的方法

在審

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• 申請日: 2015-05-18
• 公開（公告）號: CN104963670A
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡勝勇;高磊;馮國瑞;崔東林;陳少林;高嬙;張鈺亭;楊戈;張奡
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司 14101
• 代理人: 盧茂春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于井下煤層瓦斯抽采領(lǐng)域，特別涉及一種井下生石灰漿液凝固膨脹壓裂煤層提高瓦斯抽采效率的方法。

背景技術(shù)

目前高瓦斯低透氣性煤層普遍采用的卸壓增透措施包括水力沖孔、水力割縫、水力壓裂、深孔預(yù)裂爆破等。水力沖孔瓦斯抽采方法是在鉆孔的基礎(chǔ)上，用水力沖刷鉆孔，以達(dá)到擴(kuò)大鉆孔直徑和沖洗鉆孔壁煤粉，使鉆孔壁有更好的滲透性。由于該方法對于提高煤體透氣性效果甚小，作為抽采方法目前基本不再采用。水力割縫強(qiáng)化抽采瓦斯方法技術(shù)工藝復(fù)雜、技術(shù)難度大，還必須有一些特殊設(shè)備等原因，受當(dāng)時(shí)的技術(shù)和設(shè)備限制，至今仍未大面積推廣應(yīng)用。水力壓裂的工藝復(fù)雜，設(shè)備龐大、昂貴，較高的注水壓力容易破壞巷道，誘導(dǎo)煤與瓦斯突出事故。深孔預(yù)裂爆破技術(shù)的裝藥工藝復(fù)雜，在爆破過程中容易出現(xiàn)“啞炮”等現(xiàn)象，且爆破的巨大能量會誘導(dǎo)煤與瓦斯突出的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是克服已有技術(shù)中的不足之處，提供一種向煤層中注入生石灰漿液膨脹壓裂煤層以提高煤層透氣性的方法。

本發(fā)明目的是克服已有技術(shù)中的不足之處，提供一種在煤層中鉆孔并注入生石灰漿膨脹壓裂煤層以提高煤層透氣性的方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案步驟如下：

a)在煤層中運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷每間隔1.5~2.5m分別向垂直回風(fēng)巷和運(yùn)輸巷方向施工一個(gè)脹裂孔，脹裂孔的孔深為運(yùn)輸巷與回風(fēng)巷之間煤層1長度的1/2，其中回風(fēng)巷方向的脹裂孔的軸線與運(yùn)輸巷方向相鄰脹裂孔的中線重合。

b)向脹裂孔內(nèi)插入一根注漿管，對脹裂孔孔口進(jìn)行密封，形成第一密封段，第一封孔段位于松動圈之中，長度為4~5m?,且第一封孔段里端距松動圈里端2~3m。

c)在相鄰脹裂孔中間平行于脹裂孔布置一個(gè)抽采孔，抽采孔的孔深為脹裂孔孔深的1/2。

d)向抽采孔內(nèi)插入一根抽采管，對抽采孔孔口進(jìn)行密封，形成第二密封段，第二封孔段位于松動圈之外，長度為4~5m，且第二封孔段的外端距松動圈里端2~3m。

e)由注漿管向脹裂孔內(nèi)注入生石灰漿液，當(dāng)生石灰漿從運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷壁面滲出時(shí)，關(guān)閉注漿管上的第一閥門；

f)當(dāng)生石灰漿液水化反應(yīng)后膨脹并壓裂脹裂孔周邊煤層后，打開抽采管上設(shè)置的第一閥門，開始抽采煤層的瓦斯。

本發(fā)明具有下述有益效果：

1)向煤層中注入生石灰漿液，氧化鈣與生石灰反應(yīng)生成氫氧化鈣，產(chǎn)生一定的脹裂煤層，使區(qū)域煤層的透氣性大幅度增大，從而提高瓦斯的預(yù)抽率，相對縮短預(yù)抽期。

2)生石灰漿液主要成分是生石灰和水來源廣泛，價(jià)格低廉，且煤層脹裂增透工藝簡單易于在煤礦現(xiàn)場推廣應(yīng)用。

3)注漿孔中的封孔段位于松動圈之中，防止注入的漿液發(fā)生水化反應(yīng)后大量散熱，生成大量水蒸汽致使脹裂孔中壓強(qiáng)增大發(fā)生噴孔事件的發(fā)生，提高了生產(chǎn)安全性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的在煤層鉆孔示意圖。

1—煤層???2—運(yùn)輸巷???3—回風(fēng)巷???4—脹裂孔???5—注漿管????6—第一封孔段

7—抽采孔??8—抽采管??9—第二封孔段??10—第一閥門???11—第二閥門???12—松動圈。

具體實(shí)施方式

在煤層1中運(yùn)輸巷2和回風(fēng)巷3每間隔1.5~2.5m分別向垂直回風(fēng)巷3和運(yùn)輸巷2方向施工一個(gè)深度為運(yùn)輸巷2與回風(fēng)巷3之間煤層1長度1/2的脹裂孔4，其中回風(fēng)巷3方向的脹裂孔4的軸線與運(yùn)輸巷2方向的相鄰脹裂孔4的中線重合。向脹裂孔4內(nèi)插入一根注漿管5并對脹裂孔4孔口進(jìn)行利用聚氨酯進(jìn)行密封，形成第一密封段6，第一封孔段6的里端距離松動圈12里端2~3m，且處于松動圈12之中，第一封孔段6的長度為4~5m。第一封孔段6的里端距離松動圈12里端2~3m，且處于松動圈12之中，可以防止注入的漿液發(fā)生水化反應(yīng)后大量散熱，生成大量水蒸汽致使脹裂孔4中壓強(qiáng)增大發(fā)生噴孔事件的發(fā)生。