[發明專利]一種煤礦井下高殘余瓦斯含量煤層提高抽采率的方法

有效

• 申請號: 201711083415.X
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN107842350B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 劉曉;韓穎;王利;宋紅娜;李賢忠;衡帥;張帆
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21B43/243
• 分類號: E21B43/243;E21B33/13;E21F7/00
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

一種煤礦井下高殘余瓦斯含量煤層提高抽采率的方法，包括以下步驟：鉆安裝孔；安裝并固定孔口密封連接管件；瓦斯抽采鉆孔施工；在瓦斯抽采鉆孔內放置CaC₂；礦井壓水管路連接孔口密封連接管件，將水噴射至瓦斯抽采鉆孔內，射流完成后關閉孔口密封連接管件；在瓦斯抽采鉆孔內的CaC₂與水反應生成Ca(OH)₂和C₂H₂，產生大量的熱，煤層瓦斯加速解吸；將孔口密封連接管件接抽采管，聯管進行瓦斯抽采。本發明通過提高鉆孔內的溫度，促進煤層瓦斯解吸，從而提高瓦斯抽采率，并根據煤層賦存特征及鉆孔布置形式，可以采用間隔鉆孔實施或集中鉆孔實施；具有安全、高效、可信、工程量小的特點，可廣泛應用與煤礦井下瓦斯抽采領域。

技術領域

本發明屬于煤礦瓦斯抽采技術領域，具體涉及一種煤礦井下高殘余瓦斯含量煤層提高抽采率的方法。

背景技術

我國的煤層氣（瓦斯）資源豐富，埋深2000 m以淺的煤層氣有3.5×10¹³ m³，具有巨大的開發潛力。但同時，以煤與瓦斯突出為主的瓦斯災害一直嚴重阻礙煤礦安全生產。瓦斯抽采是減小甚至消除各種瓦斯災害潛在威脅和有效利用煤層氣（瓦斯）的有效技術措施。然而，由于我國95%以上的高瓦斯煤層透氣性低，只有10^-3～10^-4mD，原始和殘余瓦斯含量大，致使我國本煤層平均瓦斯抽采率不足10%，與其它先進國家30%的平均抽采率相比存在著相當大的差距]。為確保煤礦安全生產，我國部分省市提出了更為嚴格的要求“殘余瓦斯壓力及含量降到0.6MPa和6m³/t以下后，方可進入煤層進行采掘作業”，煤礦瓦斯高效抽采工作面臨巨大挑戰。目前主要通過水力壓裂、水力沖孔等煤層“增透”技術以提高瓦斯抽采率，這些方法盡管能增大煤層的滲透率，卻難以降低煤層殘余瓦斯含量。

煤層瓦斯解吸的主要控制因素有兩個：一是壓力，二是溫度；卸壓及升溫都可以提高煤層瓦斯的解吸效率，從而提高瓦斯抽采效果，目前提高煤層瓦斯抽采的方法多為卸壓，但即使卸壓以難以解決高殘余瓦斯含量煤層，也難以提高高殘余煤層瓦斯含量的抽采效率。

發明內容

本發明為了解決現有技術中的不足之處，提供一種便于操作、安全可靠性強的煤礦井下高殘余瓦斯含量煤層提高抽采率的方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種煤礦井下高殘余瓦斯含量煤層提高抽采率的方法，包括以下步驟：。

（1）鉆安裝孔：在預施工抽采鉆孔地點，采用不小于φ120mm的鉆頭鉆安裝孔，鉆安裝孔的深度5～8m；

（2）安裝并固定孔口密封連接管件：安裝孔鉆進完成后，將孔口密封連接管件安裝到安裝孔的孔口內，然后通過在孔口密封連接管件的中心通道向安裝孔內注入水泥砂漿，水泥砂漿由安裝孔的底部再充入到安裝孔內壁與孔口密封連接管件外壁之間的環形間隙，直到充滿整個安裝孔和孔口密封連接管件的中心通道，凝固24h；

（3）瓦斯抽采鉆孔施工：根據設計瓦斯抽采鉆孔的長度，選擇采用直徑為φ42mm、φ75mm、φ94mm、φ114mm和φ120mm的鉆頭沿孔口密封連接管件的中心線進行鉆孔，先將孔口密封連接管件內的凝固的水泥砂漿鉆出后，再鉆進到設計長度；

（4）在瓦斯抽采鉆孔內放置CaC₂；

（5）礦井壓水管路連接孔口密封連接管件，將水噴射至瓦斯抽采鉆孔內，射流完成后關閉孔口密封連接管件；