[實用新型]一種低滲煤層底抽巷穿層掘前預抽鉆孔氣相壓裂裝置

有效

• 申請號: 201720758252.X
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN207080213U
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 邱樹乾;武炳瑞;范鵬;楊帆;郝英皓;申寧;江湧;陳二亮;梁夏賓;趙莉陽;李超;樊嘉浩;袁繼廷
• 申請（專利權）人: 山西潞安工程有限公司
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21F7/00
• 代理公司: 太原華弈知識產權代理事務所14108
• 代理人: 王哲

技術領域

本實用新型屬于瓦斯治理技術領域，涉及一種瓦斯治理裝置，特別是涉及一種低滲煤層底抽巷穿層掘前預抽鉆孔氣相壓裂裝置。

背景技術

目前，國內開采的煤層多為高瓦斯煤層，瓦斯抽采難度大，巷道掘進過程中煤與突出的安全隱患，嚴重制約著礦井安全高效生產。

目前國內解決掘進巷道瓦斯問題常見的主要技術措施有：

1、增大掘進工作面預抽鉆孔工程量

缺點：抽采周期較長、施工成本較高，影響采煤工作。

2、增大風量

缺點：只能解決瓦斯涌出問題，對吸附狀態瓦斯效果不明顯，且易造成粉塵飛揚，作業環境惡劣。

3、開采保護層

首先開采瓦斯含量低、無突出危險的煤層，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層條件。

4、水力壓裂預抽鉆孔

缺點：設備龐大，設備價格高，施工困難，管路鋪設和操作復雜等原因造成施工周期較長，安全條件要求較高；水力預裂裂縫受原始地應力狀態控制，可能沿特殊方向擴展，造成煤礦事故；對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，增加了瓦斯抽采時間。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本實用新型公開了一種低滲煤層區井筒氣相壓裂快速揭煤裝置。該裝置將底抽巷穿層鉆孔與氣相壓裂技術結合，能有效地減少預抽鉆孔數量、增加煤層透氣性，實現巷道快速安全掘進。

本實用新型是通過如下技術方案實現的：

一種低滲煤層底抽巷穿層掘前預抽鉆孔氣相壓裂裝置，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，敷設外分支線，其中紅色分支線插入壓裂管絕緣電極孔內，藍色分支線插入壓裂管銅芯電極孔內，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；借助鉆機和倒鏈將壓裂管推送至壓裂孔中；

封孔器，在所述封孔器的一端設有第一注水嘴和第二注水嘴，另一端設有第三注水嘴，所述封孔器設有第三注水嘴的一端與第N+1個氣相壓裂管的加長桿連接；第N+1個氣相壓裂管的紅藍分支線分別與封孔器紅藍線相連形成接頭，用絕緣膠帶纏住接頭；

頂桿組件，所述頂桿組件是由M+1（M≥1）個頂桿依次串接組成的，第1頂桿與封孔器設有兩個注水嘴的一端相連，所述封孔器的兩個注水嘴分別與高壓水管相連，所述封孔器的第一注水嘴向封孔器內注水，所述封孔器的第二注水嘴向鉆孔內注水，并與另一端的第三注水嘴相通；并將封孔器注水嘴端的紅藍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，借助鉆機和倒鏈將其向壓裂鉆孔內推送；

枕木，所述第M+1個頂桿通過地錨固定在枕木上。

上述裝置的施工方法，包括如下具體步驟：

（1）在底抽巷向預掘煤層施工穿層預抽孔和氣相壓裂孔，預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、堵孔情況應及時組織工人進行清理。

（2）調整鉆機夾持器角度、懸掛倒鏈，安裝第一根壓裂管；

（3）敷設外分支線，其中紅色分支線插入壓裂管絕緣電極孔內，藍色分支線插入壓裂管銅芯電極孔內，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，重復步驟（3）；

（5）重復步驟（4）直至第N+1（N≥1）個氣相壓裂管組裝完畢，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，將封孔器設有一個注水嘴端與第N+1根壓裂管的加長桿相連，紅藍分支線分別與封孔器紅藍線相連形成接頭，用絕緣膠帶纏住接頭；

（6）將頂桿與封孔器設有兩個注水嘴端相連，將高壓水管與封孔器注水嘴相連，并將封孔器此端的紅藍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上表面，借助鉆機和倒鏈將其向壓裂鉆孔內推送；

（7）繼續連接頂桿，直至將壓裂管推送至鉆孔指定位置（使得N+1根氣相壓裂管釋放端都處于預掘巷道內）；

（8）借助倒鏈，撤出鉆機，將頂桿固定在底板枕木上，并用地錨固定；