[發明專利]一種電脈沖致裂與注氣驅替相協同的區域瓦斯抽采方法

在審

• 申請號: 202010344172.6
• 申請日: 2020-04-27
• 公開（公告）號: CN111520182A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 劉廳;張祥良;林柏泉
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21B7/00;E21B43/26;E21B43/16
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 周敏

1.一種電脈沖致裂與注氣驅替相協同的區域瓦斯抽采方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、采用常規的鉆孔方式在待瓦斯治理區域煤層(12)中鉆取穿層鉆孔，鉆孔按照正電極鉆孔(7)、負電極鉆孔(6)的交替方式布置，穿層鉆孔頂端穿過煤層(12)頂板2-3m；

S2、鉆孔施工完成后，將注氣管(13)送入負電極鉆孔(6)的底部，將排氣管(15)送入負電極鉆孔(6)相鄰的正電極鉆孔(7)底部，利用絕緣高壓膠管二(14)將負電極(5)送入負電極鉆孔(6)底部，利用絕緣高壓膠管一(3)將正電極(4)送入正電極鉆孔(7)底部，并保證負電極(5)和正電極(4)與煤層(12)緊密接觸，負電極(5)和正電極(4)分別與高壓充電電源(1)電連接，安裝完成后分別對負電極鉆孔(6)、正電極鉆孔(7)進行封孔，將伸出孔口外露端的注氣管(13)與注氣系統(11)相連接，將伸出孔口外露端的排氣管(15)與抽采系統(19)相連接，同時將絕緣高壓膠管二(14)、絕緣高壓膠管一(3)密封；

S3、電極連接完成后，向高壓充電電源(1)中充入預設電壓500-1500kV，并打開高壓放電開關(2)對煤層(12)進行放電，重復放電200-300次；

S4、當向煤層(12)同一地點重復放電200-300次后，將正電極(4)和負電極(5)分別向鉆孔方向移動2-3m，然后重復步驟S3，直至正電極(4)和負電極(5)距離鉆孔2-3m時停止放電，關閉高壓放電開關(2)；

S5、開啟抽采節流閥(18)和抽采系統(19)，對電脈沖致裂后煤層中游離的和部分解吸的瓦斯進行抽采；

S6、當瓦斯抽采濃度下降到正常范圍的30％-40％時關閉抽采節流閥(18)和抽采系統(19)，然后開啟注氣控制閥(10)和注氣系統(11)，向煤層(12)中注入一定壓力的驅替氣體，驅趕和替換煤層孔隙中無法正常解吸的瓦斯，并維持注氣壓力恒定一段時間；

S7、關閉注氣控制閥(10)和注氣系統(11)，開啟抽采節流閥(18)、抽采系統(19)以及氣體分離裝置(20)，分離后的瓦斯通過抽采管道流入地面進行儲存，分離的驅替氣體存于井下進行再次利用；

S8、重復操作步驟S3、S4、S5、S6、S7，達到最佳的瓦斯抽采效果。

2.根據權利要求1所屬的一種電脈沖致裂與注氣驅替相協同的區域瓦斯抽采方法，其特征在于，所述驅替氣體為二氧化碳或干空氣。

3.根據權利要求1所屬的一種電脈沖致裂與注氣驅替相協同的區域瓦斯抽采方法，其特征在于，所述正電極鉆孔(7)與所述負電極鉆孔(6)的孔口間距為3-8m。

4.根據權利要求1所述的一種電脈沖致裂與注氣驅替相協同的區域瓦斯抽采方法，其特征在于，所述的驅替時間為10-60天，驅替氣體的壓力范圍為1-5MPa。

5.根據權利要求1所述的一種電脈沖致裂與注氣驅替相協同的區域瓦斯抽采方法，其特征在于，所述抽采管路上還設置有瓦斯濃度檢測裝置(25)。

6.根據權利要求1所述的一種電脈沖致裂與注氣驅替相協同的區域瓦斯抽采方法，其特征在于，所述注氣管路上還設置有壓力表(26)。