[發明專利]一種礦井瓦斯高效抽采方法

有效

• 申請號: 201811476872.X
• 申請日: 2018-12-05
• 公開（公告）號: CN111350534B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 田成林;胡千庭;梁運培;李全貴;王曉光;姜志忠;劉樂
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21B43/00;E21B43/26;G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 安曼

本發明公開了一種礦井瓦斯高效抽采方法，具體包括：明確工作面地質動力環境及煤層和頂板、底板力學參數；數值模擬，初步確定壓裂影響半徑；現場布置壓裂孔及檢驗孔并獲取檢驗孔初始瓦斯濃度、瓦斯純量；現場實施壓裂；壓裂結束，保壓，壓裂及保壓過程中實時監測檢驗孔的參量；當檢驗孔的參量穩定且不再繼續增大時，施工抽采孔，完成壓裂影響半徑內的工作面瓦斯抽采；重復上述操作直到整個工作面全部完成瓦斯抽采。本發明在精確獲取壓裂影響范圍的前提下成功找到壓裂后的最佳抽采時間并實施精準抽采，可充分發揮壓裂增透優勢的最大化，實現礦井瓦斯高效抽采。

技術領域

本發明涉及礦井瓦斯治理技術領域，具體涉及一種礦井瓦斯高效抽采方法。

背景技術

瓦斯抽采可預防煤和瓦斯涌出、煤與瓦斯突出甚至煤巖瓦斯復合型動力災害等事故，是礦井瓦斯治理的有效手段。然而，我國絕大多數煤層滲透率低，不采取任何治理措施前提下的單純瓦斯抽采難以取得令人滿意的效果，因此，在充分治理含瓦斯煤層的基礎上實施瓦斯抽采是一個更為科學和合理的舉措。

目前瓦斯治理的方法普遍為：水力壓裂增透、高壓水射流擴孔增透、水力割縫增透、深孔控制預裂爆破增透等，這些方法治理效果好壞不一且存在各自局限性。主要原因一是煤層賦存地質動力環境復雜且不同地區的煤層變質程度不一，二是瓦斯含量、瓦斯壓力等不盡相同，進而導致相同的技術手段在不同地域實施達到的效果往往差別巨大。因此，在確定某種有效瓦斯治理方法前提下如何充分發揮該方法的優勢并最大化利用，顯然已成為實施礦井瓦斯高效抽采并取得較為理想的瓦斯治理效果的首要前提 。

發明內容

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種礦井瓦斯高效抽采方法，其特征是，包括以下步驟：

S₁.明確工作面地質動力環境及煤層和頂板、底板力學參數；

S₂.根據S₁進行數值模擬，初步確定設定壓裂參數下的壓裂影響半徑；

S₃.根據S₂現場布置壓裂孔及檢驗孔并獲取檢驗孔初始瓦斯濃度、瓦斯純量；

S₄.現場實施壓裂；

S₅.壓裂結束，保壓，壓裂過程及保壓過程中實時監測檢驗孔瓦斯濃度、瓦斯純量；

S₆.施工抽采孔，確定最優抽采時間，完成壓裂影響半徑內的工作面瓦斯抽采；

S₇.重復S₄～S₆，直到整個工作面全部完成瓦斯抽采。

所述S₃檢驗孔現場布置原則為：以S₂數值模擬壓裂影響半徑為水平距離布置第一檢驗孔，在第一檢驗孔兩側水平距離每隔5m對稱布置一組檢驗孔，總共布置三組檢驗孔，進一步精確確定壓裂影響半徑。

所述S₆確定最優抽采時間方法為：壓裂結束至保壓過程中，檢驗孔的瓦斯濃度和純量達到最大且不再繼續增加，此時即為最優抽采時間。

所述壓裂為水力壓裂或復合酸化壓裂。

本發明的有益效果：

1.本發明通過檢驗孔瓦斯濃度、瓦斯純量的變化可確定壓裂之后的最優抽采時間段，使得壓裂治理礦井瓦斯優勢達到最大化，是一種高效的礦井瓦斯抽采方法，可獲取較為理想的礦井瓦斯治理效果。

2.本發明對工作面分段實行“壓裂→抽采”交替循環工藝，工序簡單，成本低，并獲取了壓裂結束直至抽采開始的時間差即最優抽采時間段，使得壓裂效果最優化。