[發(fā)明專利]基于地面定向鉆孔的立井井筒揭煤超前消突方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011643071.5
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112832766B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊宏偉;王俊紅;何俊忠;高宏;錢志良;韓兵;郭云峰;叢秀枝
• 申請（專利權(quán)）人: 中煤科工集團(tuán)沈陽研究院有限公司
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18;E21F7/00
• 代理公司: 沈陽易通專利事務(wù)所 21116
• 代理人: 王建男

1.基于地面定向鉆孔的立井井筒揭煤超前消突方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1、距離立井井口一定距離處施工至少兩口地面定向消突鉆井，首先施工煤層上井段，煤層上井段施工至煤層頂板，煤層上井段固井后施工煤層定向井段，煤層定向井段在煤層中行進(jìn)一段距離后，煤層定向井段開始分支施工形成分支孔，部分分支孔施工至煤層底板為探底分支孔，部分分支孔施工至煤層頂板為探頂分支孔，部分分支孔位于煤層中部為水平分支孔，探底分支孔、探頂分支孔和水平分支孔間距相等；地面定向消突鉆井中包括傾向消突鉆井和走向消突鉆井，沿煤層傾向施工的地面定向消突鉆井為傾向消突鉆井，沿煤層走向施工的地面定向消突鉆井為走向消突鉆井；傾向消突鉆井的分支孔與走向消突鉆井的分支孔相互交叉，形成消突鉆孔網(wǎng)格，即消突鉆孔有效覆蓋區(qū)域；

步驟2、兩組地面定向消突鉆井施工完成后，在孔內(nèi)安裝抽水設(shè)備，抽水設(shè)備的抽水進(jìn)水端下至煤層頂板處，將地面定向消突鉆井內(nèi)的水抽出，隨著水位的下降，煤層瓦斯所受圍壓不斷降低，瓦斯開始解吸并上升至地面定向消突鉆井進(jìn)口，瓦斯集中回收；

步驟3、在立井掘進(jìn)至距煤層10m時(shí)，向下施工穿層鉆孔，測定煤層瓦斯壓力，進(jìn)行消突效果檢驗(yàn)，消突效果檢驗(yàn)合格即可采用局部防突措施，開始揭煤作業(yè)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地面定向鉆孔的立井井筒揭煤超前消突方法，其特征在于：在步驟1中，地面定向消突鉆井的施工方法如下：自地面穿過軟土層及風(fēng)化巖石層到達(dá)基巖為一開井段，一開井段為垂直井，一開井段鉆至設(shè)計(jì)深度后下入套管，一開井段采用水泥固井；一開井段固井完成后，施工基巖至煤層頂板的二開井段，二開井段開始采用定向技術(shù)，二開井段施工至煤層頂板處鉆孔接近煤層傾角后，下入套管，二開井段采用水泥固井；二開井段固井完成后，開始進(jìn)入煤層施工煤層定向井段。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于地面定向鉆孔的立井井筒揭煤超前消突方法，其特征在于：所述一開井段鉆使用泥漿鉆進(jìn)；二開井段使用泥漿鉆進(jìn)；煤層定向井段采用清水鉆進(jìn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地面定向鉆孔的立井井筒揭煤超前消突方法，其特征在于：所述地面定向消突鉆井有2口，且傾向消突鉆井的分支孔與走向消突鉆井的分支孔相互垂直交叉。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地面定向鉆孔的立井井筒揭煤超前消突方法，其特征在于：所述地面定向消突鉆井?dāng)?shù)量大于2口，傾向消突鉆井的分支孔與走向消突鉆井的分支孔在消突鉆孔有效覆蓋區(qū)域內(nèi)等夾角放射狀分布。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地面定向鉆孔的立井井筒揭煤超前消突方法，其特征在于：在步驟1中，對于較為軟弱的煤層及破碎區(qū)域，在煤層定向井段、探底分支孔、探頂分支孔和水平分支孔下入篩管，保證鉆孔的抽采效果。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地面定向鉆孔的立井井筒揭煤超前消突方法，其特征在于：在步驟1中，在施工探底分支孔和探頂分支孔時(shí)，利用探底分支孔和探頂分支孔探明待揭煤區(qū)域的煤層頂板、底板位置，確定煤層厚度，以及探明構(gòu)造信息，為揭煤提供準(zhǔn)確的煤層位置信息。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地面定向鉆孔的立井井筒揭煤超前消突方法，其特征在于：所述抽水設(shè)備為脈沖式抽水設(shè)備或潛水泵。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于地面定向鉆孔的立井井筒揭煤超前消突方法，其特征在于：在步驟3中，當(dāng)鉆孔水位下降至抽水管下部時(shí)或煤層中貧水時(shí)，可將排氣口連接負(fù)壓管路進(jìn)行抽放。