[發(fā)明專利]一種高瓦斯煤巷預(yù)裂增透的工業(yè)性試驗(yàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811347511.5
• 申請(qǐng)日: 2018-11-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109555502B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭超;蘆志剛;張立新;張大明;李剛;劉光偉;郜富平;王振華;李洪濤;秦勇;邢萌;邱高偉;范宸;韓世勇;楊超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山西潞安環(huán)保能源開(kāi)發(fā)股份有限公司常村煤礦;遼寧工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B43/00
• 分類號(hào): E21B43/00;E21B43/26;E21B47/00;E21D11/10;E21B43/30
• 代理公司: 北京志霖恒遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11435
• 代理人: 朱昀

本申請(qǐng)公開(kāi)了一種高瓦斯煤巷預(yù)裂增透的工業(yè)性試驗(yàn)方法，包括以下步驟：在設(shè)定位置布設(shè)用以實(shí)現(xiàn)巷道表面位移監(jiān)測(cè)、巷道頂板離層監(jiān)測(cè)、巷道圍巖深部多點(diǎn)位移監(jiān)測(cè)、錨桿和/或錨索受力監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)裝置；在掘進(jìn)面處布置壓裂孔，在所述掘進(jìn)面兩幫布置瓦斯鉆場(chǎng)，在所述鉆場(chǎng)處布置預(yù)抽孔，對(duì)所述壓裂孔進(jìn)行CO2預(yù)裂，從所述預(yù)抽孔處抽取瓦斯；在掘進(jìn)工作面進(jìn)行小導(dǎo)管超前注漿；進(jìn)行致裂前后的瓦斯抽采效果分析和掘進(jìn)工作面永久支護(hù)效果分析，結(jié)合所述監(jiān)測(cè)裝置獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，判斷相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)的合理性。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)一般涉及煤巷開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高瓦斯煤巷預(yù)裂增透的工業(yè)性試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

目前我國(guó)的很多煤礦為高瓦斯礦井，隨著煤炭需求總量的不斷增加，開(kāi)采已持續(xù)向深部推進(jìn)，深部煤層中瓦斯賦存含量大幅度增加。針對(duì)深部低透氣性高瓦斯煤層，常規(guī)的瓦斯抽放方法如預(yù)抽、本煤層抽采等方法，難以有效地使得煤層的瓦斯大量游離出來(lái)，造成煤層中瓦斯壓力極大。主要存在的問(wèn)題有：鉆孔有效影響范圍小，施工工作量大，抽放效率低，需要采取卸壓增透、擴(kuò)大鉆孔有效影響范圍、提高鉆孔密封效果等有效技術(shù)措施，以達(dá)到提高瓦斯抽放效率的目的。在煤層巷道掘進(jìn)期間，瓦斯超限情況頻頻發(fā)生，降低了巷道掘進(jìn)速度，影響正常接替工作，嚴(yán)重影響到掘進(jìn)面的安全正常生產(chǎn)。如何有效解決煤層掘進(jìn)高瓦斯的影響，已刻不容緩。

針對(duì)煤層高瓦斯的賦存特征，已有的煤層掘進(jìn)面進(jìn)行了一些有效的嘗試工作，即采用CO₂預(yù)裂增透技術(shù)。在煤層巷道高瓦斯地段利用CO₂預(yù)裂技術(shù)，擴(kuò)大了煤層的透氣性，使得瓦斯抽采濃度大大增加。但預(yù)裂也使得煤體裂隙分布范圍較之以往，擴(kuò)展幅度更大，煤層巷道頂板的破碎程度更為嚴(yán)重。就瓦斯抽采效果而言，預(yù)裂范圍較大時(shí)，抽采效果越好。但是若預(yù)裂過(guò)度，極易引起掘進(jìn)面冒頂事故。現(xiàn)有技術(shù)中，并沒(méi)有很好的方法能保證實(shí)際施工中的相關(guān)設(shè)計(jì)可以有效的控制預(yù)裂范圍。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，期望提供一種高瓦斯煤巷預(yù)裂增透的工業(yè)性試驗(yàn)方法。

第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種高瓦斯煤巷預(yù)裂增透的工業(yè)性試驗(yàn)方法，包括以下步驟：

在設(shè)定位置布設(shè)用以實(shí)現(xiàn)巷道表面位移監(jiān)測(cè)、巷道頂板離層監(jiān)測(cè)、巷道圍巖深部多點(diǎn)位移監(jiān)測(cè)、錨桿和/或錨索受力監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)裝置；

在掘進(jìn)面處布置壓裂孔，在所述掘進(jìn)面兩幫布置瓦斯鉆場(chǎng)，在所述鉆場(chǎng)處布置預(yù)抽孔，對(duì)所述壓裂孔進(jìn)行CO2預(yù)裂，從所述預(yù)抽孔處抽取瓦斯；

在掘進(jìn)工作面進(jìn)行小導(dǎo)管超前注漿；

進(jìn)行致裂前后的瓦斯抽采效果分析和掘進(jìn)工作面永久支護(hù)效果分析，結(jié)合所述監(jiān)測(cè)裝置獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，判斷相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)的合理性。

所述巷道表面位移監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括：頂?shù)装逑鲁亮俊⒌坠牧亢蛢蓭鸵平浚梢匀媪私庠谠撌┕ぴO(shè)計(jì)方案中煤體裂隙的分布范圍，從而實(shí)現(xiàn)后續(xù)施工中預(yù)裂范圍的有效控制。

所述預(yù)抽孔的鉆孔傾角與煤層走向大體一致，傾角根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，可以進(jìn)一步增大致裂后的煤層透氣性，從而加大瓦斯的抽采。

所述鉆產(chǎn)采用邁步布置，同側(cè)間隔110-130m，異側(cè)間隔55-65m。

在同一個(gè)鉆場(chǎng)處設(shè)有多個(gè)所述預(yù)抽孔，同排鉆孔間距0.55-0.65m，相鄰兩排同一列鉆孔間距0.15-0.25m。

所述壓裂孔的設(shè)計(jì)深度與所述鉆場(chǎng)的異側(cè)間隔距離大致相同，所述壓裂孔在掘進(jìn)面中部沿煤體自然傾角布置，可以提高煤層的裂隙擴(kuò)展，減少煤層巷道頂部的破碎程度。

所述壓裂孔為定向壓裂孔，即在所述壓裂孔的水平方向的兩側(cè)布設(shè)楔形開(kāi)槽，可以實(shí)現(xiàn)定向壓裂，在擴(kuò)大煤層橫向的裂隙擴(kuò)展區(qū)域的同時(shí)，減少頂部的的裂隙范圍，可以大大減少掘進(jìn)面冒頂事故。