[發(fā)明專利]一種低滲煤層底抽巷穿層掘前預(yù)抽鉆孔氣相壓裂方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710502768.2
• 申請(qǐng)日: 2017-06-27
• 公開（公告）號(hào): CN107420080A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 申寧;邱樹乾;石宏偉;仁增超;郝利紅;江湧;楊帆;梁夏賓;范鵬;趙莉陽;郝英皓;李超;樊嘉浩;袁繼廷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山西潞安工程有限公司
• 主分類號(hào): E21B43/26
• 分類號(hào): E21B43/26;E21F7/00
• 代理公司: 太原華弈知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所14108
• 代理人: 王哲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于瓦斯治理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種瓦斯治理的施工工藝，特別是涉及一種低滲區(qū)底抽巷穿層預(yù)抽鉆孔氣相壓裂方法。

背景技術(shù)

山西開采煤層多為高瓦斯煤層，瓦斯抽采難度大，巷道掘進(jìn)過程中煤與突出的安全隱患，嚴(yán)重制約著礦井安全高效生產(chǎn)。

目前國內(nèi)解決掘進(jìn)巷道瓦斯問題常見的主要技術(shù)措施有。

1、增大掘進(jìn)工作面預(yù)抽鉆孔工程量

缺點(diǎn)：抽采周期較長、施工成本較高，影響采煤工作。

2、增大風(fēng)量

缺點(diǎn)：只能解決瓦斯涌出問題，對(duì)吸附狀態(tài)瓦斯效果不明顯，且易造成粉塵飛揚(yáng)，作業(yè)環(huán)境惡劣。

3、開采保護(hù)層

首先開采瓦斯含量低、無突出危險(xiǎn)的煤層，利用其上部和下部的煤層泄壓、透氣性顯著增加，從而形成高效的瓦斯抽采條件。但隨著開采深度的增加，部分礦井不具備開采保護(hù)層條件。

4、水力壓裂預(yù)抽鉆孔

缺點(diǎn)：設(shè)備龐大，設(shè)備價(jià)格高，施工困難，管路鋪設(shè)和操作復(fù)雜等原因造成施工周期較長，安全條件要求較高；水力預(yù)裂裂縫受原始地應(yīng)力狀態(tài)控制，可能沿特殊方向擴(kuò)展，造成煤礦事故；對(duì)瓦斯解吸和釋放具有抑制作用，瓦斯抽采濃度和流量高峰一般遲到3-5天，增加了瓦斯抽采時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明公開了一種新的低滲區(qū)高瓦斯掘進(jìn)巷道瓦斯治理方法，將底抽巷穿層鉆孔與氣相壓裂技術(shù)結(jié)合，能有效地減少預(yù)抽鉆孔數(shù)量、增加煤層透氣性，實(shí)現(xiàn)巷道快速安全掘進(jìn)。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種低滲煤層底抽巷穿層掘前預(yù)抽鉆孔氣相壓裂方法，包括如下具體步驟：

（1）在底抽巷向預(yù)掘煤層施工穿層預(yù)抽孔和氣相壓裂孔，預(yù)抽鉆孔與壓裂鉆孔間距為5m，壓裂鉆孔直徑為113mm；觀察鉆孔成孔效果，有無塌孔，煤矸堵孔情況，如有塌孔、堵孔情況應(yīng)及時(shí)組織工人進(jìn)行清理；

（2）調(diào)整鉆機(jī)夾持器角度、懸掛倒鏈，安裝第一根壓裂管；

（3）敷設(shè)外分支線，其中紅色分支線插入壓裂管絕緣電極孔內(nèi)，藍(lán)色分支線插入壓裂管銅芯電極孔內(nèi)，將分支線避開壓裂管釋放端的釋放孔、固敷在壓裂管管體表面；借助鉆機(jī)和倒鏈將壓裂管推送至壓裂孔中；

（4）將第二根壓裂管與第一根壓裂管的加長桿相連，重復(fù)步驟（3）；

（5）重復(fù)步驟（4）直至第N+1（N≥1）個(gè)氣相壓裂管組裝完畢，將封孔器設(shè)有一個(gè)注水嘴的一端與第N+1根壓裂管的加長桿相連，紅藍(lán)分支線分別與封孔器紅藍(lán)線相連形成接頭，用絕緣膠帶纏住接頭；

（6）將頂桿與封孔器設(shè)有兩個(gè)注水嘴的一端相連，將高壓水管與封孔器注水嘴相連，并將封孔器注水嘴端的紅藍(lán)線與炮線相連形成接頭，用絕緣膠帶纏住接頭，將炮線和高壓水管固敷在頂桿桿體表面，借助鉆機(jī)和倒鏈將其向壓裂鉆孔內(nèi)推送；

（7）繼續(xù)連接頂桿，直至將壓裂管推送至鉆孔指定位置（兩根壓裂管釋放端都處于預(yù)掘巷道內(nèi)）；

（8）借助倒鏈，撤出鉆機(jī)，將頂桿固定在底板枕木上，并用地錨固定；

（9）將和封孔器設(shè)有兩個(gè)注水嘴端的一個(gè)注水嘴相連的高壓水管與手壓泵相連，向封孔器打壓，至手壓泵壓力表讀數(shù)為8MPa，關(guān)閉截止閥；將與封孔器設(shè)有兩個(gè)注水嘴端的另一個(gè)注水嘴相連的高壓水管與手壓泵相連，向壓裂孔內(nèi)注水；

（10）將炮眼引至離工作面200米外的新鮮風(fēng)流內(nèi)，與起爆器相連，并設(shè)警戒；瓦斯員測(cè)量巷道瓦斯?jié)舛?，在瓦斯?jié)舛鹊陀?.5%、CO₂濃度低于1.5%方可開始?jí)毫眩?/p>

（11）壓裂后，至巷道內(nèi)瓦斯?jié)舛鹊陀?.5%、CO₂濃度低于1.5%時(shí)，方可進(jìn)入該巷道，先清除頂板浮煤，借助倒鏈及管鉗，將器材退出壓裂孔。

用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明低滲煤層底抽巷穿層掘前預(yù)抽鉆孔氣相壓裂方法的裝置，包括：

氣相壓裂組件，所述氣相壓裂組件是由N+1（N≥1）個(gè)氣相壓裂管依次串接組成的，其中第N+1根氣相壓裂管倒置，即第N+1根氣相壓裂管釋放端與第N根氣相壓裂管加長桿相連；所述氣相壓裂管包括壓裂管充氣端、均布有釋放孔的壓裂管釋放端和加長桿；然后，敷設(shè)外分支線，其中紅色分支線插入壓裂管絕緣電極孔內(nèi)，藍(lán)色分支線插入壓裂管銅芯電極孔內(nèi)，將分支線避開壓裂管釋放端的釋放孔、固敷在壓裂管管體表面；借助鉆機(jī)和倒鏈將壓裂管推送至壓裂孔中；