[發(fā)明專利]一種松軟煤層回采工作面增透抽采瓦斯的裝置及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510318014.2
• 申請日: 2015-06-11
• 公開（公告）號: CN104879159B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設計）人: 劉曉;張鵬偉;馬耕;李鋒;蘇現(xiàn)波;陶云奇;黃楊
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21B43/114;E21B43/26
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專利事務所(普通合伙)41104
• 代理人: 劉建芳

1.一種松軟煤層回采工作面增透抽采瓦斯的裝置，其特征在于：包括鉆桿、高壓注水泵、加沙裝置、膨脹式封隔器、滾珠滑套和鉆頭，高壓注水泵和加沙裝置與鉆桿左端連通，膨脹式封隔器設置在鉆桿上，滾珠滑套轉(zhuǎn)動套設于鉆桿上并位于相鄰的膨脹式封隔器之間，滾珠滑套上設置有噴砂嘴，滾珠滑套的重心位于滾珠滑套的中心和噴砂嘴之間，鉆桿上設置有與滾珠滑套對應的噴孔，鉆頭設置于鉆桿右端。

2.如權(quán)利要求1所述的一種松軟煤層回采工作面增透抽采瓦斯的裝置，其特征在于：所述滾珠滑套包括護套和滾珠，護套套設于鉆桿上，護套與鉆桿為間隙配合，護套兩端與鉆桿之間設置有密封結(jié)構(gòu)，護套內(nèi)側(cè)面和鉆桿外側(cè)面上分別設置有相對應的第一環(huán)形凹槽和第二環(huán)形凹槽，滾珠設置于第一環(huán)形凹槽和第二環(huán)形凹槽內(nèi)，噴砂嘴設置于護套上，噴孔設置于護套與鉆桿組成的腔體內(nèi)。

3.如權(quán)利要求1或2所述的一種松軟煤層回采工作面增透抽采瓦斯的裝置，其特征在于：所述噴孔沿鉆桿周向均勻分布，其數(shù)量為4個。

4.采用權(quán)利要求1～3中任一權(quán)利要求所述松軟煤層回采工作面增透抽采瓦斯的裝置進行的一種松軟煤層回采工作面增透抽采瓦斯的方法，其特征在于：包括如下工序，（1）在煤層頂板開掘一個鉆場；（2）利用一種松軟煤層回采工作面增透抽采瓦斯的裝置的鉆桿和鉆頭之間的配合在鉆場內(nèi)鉆設軸線平行于煤層和頂板交界面且距煤層1~2m的鉆孔；（3）將一個鉆孔軸向分為多個單元；（4）利用一種松軟煤層回采工作面增透抽采瓦斯的裝置的鉆桿與滾珠滑套的配合在一個單元內(nèi)沿垂直于煤層的方向向煤層定向射孔，根據(jù)觀察鉆孔返出的液體成分判斷是否停止射孔，若鉆孔返出的液體成分中有煤渣或者巖渣時，則繼續(xù)射孔；若鉆孔返出的液體開始變得澄清，既無巖渣又無煤渣時，停止射孔，射孔所用射孔液的成分包含水和細砂；（5）在與工序（4）同一個單元內(nèi)利用一種松軟煤層回采工作面增透抽采瓦斯的裝置的膨脹式封隔器、滾珠滑套以及鉆桿之間的配合進行水力壓裂，當高壓注水泵的泵壓達到注液壓力以上若穩(wěn)定一段時間后，壓力迅速下降，并持續(xù)加壓時壓力無明顯上升，說明煤層裂隙已與鄰近壓裂煤層裂隙連通，則停止壓裂；若持續(xù)加壓時壓力迅速上升，則說明壓裂液正在破裂煤層，此時應繼續(xù)加壓壓裂；（6）選擇其他單元依次進行工序（4）和工序（5），直至整個鉆孔完成射孔和壓裂作業(yè)，（7）對鉆孔內(nèi)進行負壓瓦斯抽采。

5.如權(quán)利要求4所述的一種松軟煤層回采工作面增透抽采瓦斯的方法，其特征在于：所述鉆場由運輸平巷一側(cè)向頂板開掘而成，鉆場平臺底部距離煤層1m。

6.如權(quán)利要求4所述的一種松軟煤層回采工作面增透抽采瓦斯的方法，其特征在于：所述鉆孔在以鉆場為圓心的扇形區(qū)域內(nèi)呈放射狀均勻分布，鉆孔深度應穿過原巖應力區(qū)進入回風平巷側(cè)煤壁的支承應力集中區(qū)內(nèi)。

7.如權(quán)利要求4所述的一種松軟煤層回采工作面增透抽采瓦斯的方法，其特征在于：所述的膨脹式封隔器的坐封壓力大于射孔注液壓力且小于壓裂設計注液壓力。

8.如權(quán)利要求4所述的一種松軟煤層回采工作面增透抽采瓦斯的方法，其特征在于：所述鉆孔沿其軸向每15m為一個單元。

9.如權(quán)利要求4所述的一種松軟煤層回采工作面增透抽采瓦斯的方法，其特征在于：所述工序（5）中，打開高壓注水泵和加沙裝置注水壓裂時，在前3~5min內(nèi)緩慢注水使水壓逐漸增高至設計注液壓力；在壓裂結(jié)束時，高壓注水泵緩慢卸壓。