[發明專利]一種水力射孔無人抽采瓦斯方法

有效

• 申請號: 201810761383.2
• 申請日: 2018-07-03
• 公開（公告）號: CN108678804B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 袁安營;張純如;王磊;張明;焦振華;胡浩
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21B43/114;E21B43/26;E21F17/107
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• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種水力射孔無人抽采瓦斯方法，本發明先在煤巷掘進工作面前進方向的煤體中心線處利用高壓水力射孔槍進行射孔，形成高壓水力射孔，然后再利用高壓水力壓裂槍在高壓水力射孔周圍的煤體內進行壓裂，得到帶有裂縫的高壓水力壓裂孔，高壓水力壓裂孔作為煤體內瓦斯氣體的流出通道，然后再在煤體的后方巷道內布置瓦斯安全隔離氣囊和瓦斯抽采管，瓦斯抽采管貫穿瓦斯安全隔離氣囊到高壓水力壓裂孔內，瓦斯氣體通過瓦斯抽采管被抽出；本發明的瓦斯抽采系統提高了巷道掘進和石門揭煤過程中的工作效率，保障了施工人員的安全，本發明可安全、高效、快捷抽采掘進工作面前方和石門揭煤前方的煤體中的瓦斯。

技術領域

本發明屬于煤礦瓦斯治理技術領域，涉及一種抽采瓦斯方法，具體涉及一種水力射孔無人抽采瓦斯方法。

背景技術

目前我國重點煤礦中具有煤與瓦斯突出的危險的礦井占有較大比重，煤與瓦斯突出具有突然性、劇烈性、動力作用復雜等特點，具體表現為隨著工作面的回采煤和瓦斯在極短的時間內向工作面或上下順槽拋出，并伴有強烈的聲響，嚴重威脅了煤礦的安全生產。

近年來，隨著煤礦開采技術條件的提高，針對瓦斯突出的問題主要采用增強通風、地面預抽采、水力壓裂等方法來降低煤與瓦斯突出對煤礦安全生產的威脅，以上瓦斯治理技術在一定程度上降低了煤與瓦斯突出造成的危險性，但這些治理方法普遍存在一定的局限性和危險性。如增強通風僅能保證工作面或巷道內游離的瓦斯濃度降低，并不能徹底將煤層內的瓦斯排除；地面預抽采方法工程量大、針對性低、效果差；普通水力壓裂方式主要采用人工鉆孔然后進行水力壓裂，最后進行瓦斯抽采，該方法主要采用水鉆進行打孔，但瓦斯抽采鉆孔孔深、孔徑較大、耗時長，增加了施工人員的工程量，且施工人員安全問題得不到有效保障。

因此，需要提供一種針對上述現有技術不足的改進技術方案。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有技術中在瓦斯抽采時存在一定程度上的局限性和危險性，存在工程量較大、針對性較低、效果較差的現象，而且施工人員容易暴露在瓦斯的環境中，對施工人員的安全保障不足。本發明將高壓水力射孔和高壓水力壓裂的方法相結合，并在抽采的過程中給煤體中的瓦斯預留出一定的突出空間，然后再布置瓦斯安全隔離氣囊，避免施工人員過長時間暴露在瓦斯環境中。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種水力射孔無人抽采瓦斯方法，其特征在于，所述抽采瓦斯方法包括如下步驟：

步驟1，高壓水力射孔：通過高壓水力射孔槍向煤巷掘進工作面的前進方向上進行射孔，形成高壓水射孔；

步驟2，高壓水力壓裂造縫：在步驟1所形成的高壓水射孔內布置高壓水力壓裂槍，通過所受高壓水力壓裂槍在高壓水射孔周圍煤體內壓裂得到多個水力壓裂裂縫；

步驟3，瓦斯抽采：在步驟2形成的帶有水力壓裂裂縫的高壓水射孔內布置瓦斯抽采管，步驟2中的多個水力壓裂裂縫等同于瓦斯抽采通道，煤巷掘進工作面的煤體內的瓦斯氣體通過瓦斯抽采通道內布置的瓦斯抽采管抽出。

在如上所述的一種水力射孔無人抽采瓦斯方法，優選，所述步驟1具體包括如下步驟：

步驟1.1，先在地面上往壓裂磨料內加水進行混合攪拌，得到混合壓裂磨料，再用高壓泵將混合壓裂磨料通過管道運送至煤巷掘進工作面所在的巷道內；

步驟1.2，將高壓水力射孔槍的進料管與運送混合壓裂磨料的管道連通，再將高壓水力射孔槍通過固定裝置固定在巷道的底板上，在煤巷掘進工作面所在巷道的中心線的煤體上先利用封堵材料對煤體進行密封封堵，然后高壓水力射孔槍的槍口對準煤巷掘進工作面所在巷道的中心線，再啟動高壓泵，壓裂混合磨料在高壓泵的持續壓力的施壓下通過高壓水力射孔槍對準煤巷掘進工作面的中心線進行射孔，在煤巷掘進工作面上形成高壓水射孔，高壓水力射孔槍隨著高壓水力射孔的延長持續跟進，形成長度為L的高壓水力射孔；