[發明專利]一種穿層孔定向長鉆孔水力掏煤消突方法

在審

• 申請號: 202111279909.1
• 申請日: 2021-11-01
• 公開（公告）號: CN114046149A
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 羅躍勇;邢旭東;朱濤;鄭光輝;任曉鵬;郭浩沖;呂會慶;安勇;劉永飛;肖建
• 申請（專利權）人: 北京天地華泰礦業管理股份有限公司;中國煤炭科工集團有限公司
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18;E21F7/00;E21B7/04;E21B7/18
• 代理公司: 北京國林貿知識產權代理有限公司 11001
• 代理人: 李桂玲;杜國慶

本發明公開了一種穿層孔定向長鉆孔水力掏煤消突方法，所述方法包括如下步驟：一，在煤層之下的巖層施工瓦斯抽放巷，瓦斯抽放巷通過連通巷與采煤巷連通；二，沿瓦斯抽放巷依次間隔向上鉆孔至煤層形成并排多條瓦斯抽放孔道，每一條瓦斯抽放孔道完成后，將孔道口封堵，在封堵墻上設置瓦斯抽管；三，將瓦斯抽管連接至地面瓦斯抽取機，啟動瓦斯抽取機完成瓦斯抽取。本發明采用在煤層底板巖層中施工瓦斯工藝巷，可以同時形成煤層的多個瓦斯抽放孔道，通過巷道施工上仰鉆孔進入煤層，然后再通過水力壓裂技術達到掏煤的效果，消除礦井煤層突出性。

技術領域

本發明涉及一種穿層孔定向長鉆孔水力掏煤消突方法。

背景技術

隨著我國煤礦開采深度的增加，地應力逐漸增大，瓦斯壓力不斷升高，煤與瓦斯突出危險性日益嚴重。為了防止瓦斯事故，特別是煤與瓦斯突出事故的發生，我國要求所有高瓦斯及突出礦井必須預抽煤層瓦斯，所有突出礦井必須采取區域和局部“四位一體”的綜合防突措施。鉆孔卸壓和鉆孔預抽煤層瓦斯是我國煤礦廣泛采用的防治煤與瓦斯突出措施，目前，廣泛的做法是在地面向下鉆孔，如公告號CN102094668B公開的“上抽巷高壓水力掏穴卸壓消突方法”，采用垂直向下鉆孔實施的瓦斯抽放工藝，對于大面積待開采礦區來講，此方法效率低，而且存在鉆后的孔洞還會被煤礦塞堵，影響煤層透氣性，預抽瓦斯效果不理想。

發明內容

本發明的目的是提出一種穿層孔定向長鉆孔水力掏煤消突方法；采用在煤層底板巖層中施工瓦斯工藝巷，通過巷道施工上仰鉆孔進入煤層，通過水力壓裂技術達到掏煤的效果，提高抽采鉆孔單孔的影響半徑和瓦斯抽采效率，同時水力掏煤增大了煤體內的裂隙，釋放煤體內的壓力積聚，消除礦井煤層突出性。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種穿層孔定向長鉆孔水力掏煤消突方法，包括如下步驟：

一，在煤層之下的巖層施工瓦斯抽放巷，瓦斯抽放巷通過連通巷與采煤巷連通；

二，沿瓦斯抽放巷依次間隔向上鉆孔至煤層形成并排多條瓦斯抽放孔道，每一條瓦斯抽放孔道完成后，將孔道口封堵，在封堵墻上設置瓦斯抽管；

三，將瓦斯抽管連接至地面瓦斯抽取機，啟動瓦斯抽取機完成瓦斯抽取；

其中：每一條瓦斯抽放孔道的形成過程是：

a，在向上鉆孔后，再水平鉆孔一段距離，然后抽出鉆頭，將壓水鉆送入煤層的水平鉆孔；

b，用高壓水向上至少一個方向沖孔掏煤形成煤層裂隙通道孔；

c，然后壓水鉆向前沖孔一個設計長度，用高壓水再向上沖孔掏煤形成煤層裂隙通道孔；

d,返回b直至形成瓦斯抽放孔道的設置要求。

方案進一步是：所述過程b是用高壓水向上垂直一個方向沖孔掏煤形成煤層裂隙通道孔，或者向上呈60度夾角的兩個方向沖孔掏煤形成煤層裂隙通道孔。

方案進一步是：在所述瓦斯抽放巷中設置有煤水分離裝置，瓦斯抽放孔道形成過程中的煤水順著孔道流入煤水分離裝置，煤水分離裝置將分離出的煤通過連通巷送入采煤巷的輸煤機運出，煤水分離裝置將分離出的水回用于壓水鉆。

方案進一步是：所述一段距離是1mm至2mm。

方案進一步是：所述設計長度是10米至20米。

方案進一步是：所述壓水鉆向前沖孔用的水壓低于向上沖孔掏煤形成煤層裂隙通道孔用的水壓。

本發明的有益效果是：采用在煤層底板巖層中施工瓦斯工藝巷，可以同時形成煤層的多個瓦斯抽放孔道，通過巷道施工上仰鉆孔進入煤層，然后再通過水力壓裂技術達到掏煤的效果，掏煤的過程中煤會順著鉆孔自然流出，不會對掏孔堵塞，提高抽采鉆孔單孔的影響半徑和瓦斯抽采效率，同時水力掏煤增大了煤體內的裂隙，釋放煤體內的壓力積聚，消除礦井煤層突出性。

附圖說明

圖1為本發明瓦斯抽放巷結構示意圖；