[發(fā)明專利]一種提高破碎煤體中瓦斯鉆孔抽采濃度的方法

有效

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• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN109681262B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發(fā)明（設計）人: 程健維;施宇;郝明躍;王文濱;張加齊;趙剛;祁暢;張兆龍
• 申請（專利權）人: 中國礦業(yè)大學
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21B33/13;C09K8/504
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

本發(fā)明公開了一種提高破碎煤體中瓦斯鉆孔抽采濃度的方法，本方法先利用小直徑的鉆桿進行開孔，以減小煤體破碎，再利用液體凝膠使鉆孔周圍的破碎煤體凝結成一體，然后在利用大直徑的鉆桿進行擴孔，這種方式大大降低了鉆孔周圍裂隙的產生，為后續(xù)有效封孔提供了基礎；封孔后以一定的壓力將半流體漿液注入封孔段形成的密閉空間，且所注的封孔漿液始終處于一種相對恒壓的狀態(tài)，因此一旦鉆孔周圍出現新發(fā)育的裂隙，半流體漿液可以主動滲透，自動填堵裂隙，隔絕漏氣通道，減少空氣的進入，從而提高瓦斯抽采濃度。

技術領域

本發(fā)明涉及一種煤體瓦斯抽采方法，具體涉及一種提高破碎煤體中瓦斯鉆孔抽采濃度的方法，屬于井下瓦斯抽采技術領域。

背景技術

隨著煤礦開采深度的增加，煤礦的瓦斯問題日益嚴重，尤其是高瓦斯低透氣性煤層的瓦斯治理問題，一直嚴重制約著煤礦的安全生產。因此，煤層鉆孔瓦斯抽采作為防治瓦斯突出的重要措施一直被廣泛應用，但是在瓦斯抽采的過程中，一直存在著抽采濃度低、效果差、持續(xù)時間短等各種問題。

為了提高煤層鉆孔瓦斯抽采效果，我國多數突出礦井多采用高負壓、大流量抽采系統(tǒng)，但是這樣勢必造成漏氣量增加，瓦斯抽采濃度降低，這樣不僅沒縮短瓦斯有效抽采周期，緩解采掘接替緊張的現象，反而使瓦斯抽采泵站抽采濃度低于30％，從而達不到《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的瓦斯利用條件而將瓦斯排空，對環(huán)境造成影響。

且煤層鉆孔瓦斯抽采期間煤層鉆孔不可避免受到地應力各因素綜合影響，從而使煤層鉆孔周圍裂隙不斷發(fā)育，造成外界空氣在抽采負壓的作用下容易從這些裂隙中進入抽采鉆孔內導致瓦斯抽采濃度下降，縮短了抽采鉆孔的有效抽采周期，降低抽采鉆孔的利用率。

發(fā)明內容

為了克服現有技術存在的各種不足，本發(fā)明提供一種提高破碎煤體中瓦斯鉆孔抽采濃度的方法，可以提高鉆孔抽采利用率以及瓦斯抽采濃度，縮短有效抽采周期，緩解采掘接替緊張的現象，且操作簡單，成本低廉。

為實現上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種提高破碎煤體中瓦斯鉆孔抽采濃度的方法，包括以下步驟：

第一步、采用小直徑鉆桿的鉆機按照常規(guī)鉆孔方法在巷道煤層上一個瓦斯抽采鉆孔，然后將對抽采鉆孔進行初步封孔，并向鉆孔形成的密閉空間注滿液體凝膠；

第二步、當液體凝膠與周圍破碎的煤體緊密固結成一體時，利用大直徑鉆桿的鉆機在上述鉆孔基礎上進行擴孔；

第三步、將兩端安裝有封孔器的瓦斯抽采管送入瓦斯抽采鉆孔內，且瓦斯抽采鉆孔的末端位于封孔段后1～2m的位置，瓦斯抽采管安裝有瓦斯抽采閥門；其中，左端封孔器上同時安裝有注漿管和液壓計安裝管路，液壓計管路上安裝有液壓計，注漿管上安裝有注漿管閥門，注漿管和液壓計安裝管路的末端均通入瓦斯抽采鉆孔的封孔段內部；

第四步、瓦斯抽采管兩端的封孔器再次封孔，使得封孔段形成密封空間，打開注漿管上的注漿管閥門，向封孔段內注入半流體漿液，直至液壓計示數達到設定的停止注漿壓力值時，關閉注漿管閥門；

第五步，當液壓計示數下降低于初始注漿壓力值時，重新開啟注漿管閥門向封孔段內注入半流體漿液，直至液壓計示數達到設定的停止注漿壓力值；重復步驟五，保證封孔段內的液壓始終保持在一個恒定壓力范圍內。

本方法先利用小直徑的鉆桿進行開孔，以減小煤體破碎，再利用液體凝膠使鉆孔周圍的破碎煤體凝結成一體，然后在利用大直徑的鉆桿進行擴孔，這種方式大大降低了鉆孔周圍裂隙的產生，為后續(xù)有效封孔提供了基礎；封孔后以一定的壓力將半流體漿液注入封孔段形成的密閉空間，且所注的封孔漿液始終處于一種相對恒壓的狀態(tài)，因此一旦鉆孔周圍出現新發(fā)育的裂隙，半流體漿液可以主動滲透，自動填堵裂隙，隔絕漏氣通道，減少空氣的進入，從而提高瓦斯抽采濃度。

進一步的，第一步中，向鉆孔形成的密閉空間以不低于1.5MPa的壓力注滿液體凝膠。