CN101975066B - 煤岩巷快速掘进的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在井下煤岩体中进行水力压裂，从而提高透气性、安全快速掘进的煤岩巷快速掘进的方法，首先在掘进迎头施工长钻孔，终孔位置一定过开采卸压区，钻孔附近不应存在地质、前探等长钻孔，并使用压裂专用封孔器封孔，封孔位置一定超过开采卸压区，同时敷设高压管路，安装、布置、调试压裂泵组；然后通过高压管路连接压裂专用封孔器；最后掘进迎头停电、撤人、设置安全警戒线，专业操作人员开启压裂泵组，实施掘进水力破裂作业，井下排水、实施抽采孔，联网抽放瓦斯，达到增透、消突、安全掘进的目的，比常规措施安全、高效，可提高煤层透气性上百倍，瓦斯抽采效果明显，压裂后防突指标均不超临界值，最终达到安全快速掘进的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种在井下煤岩体中进行水力压裂，使煤岩体增透、消突，从而提高煤岩体透气性，并达到安全快速掘进的煤岩巷快速掘进的方法。
背景技术
井下煤岩体增透、消突、安全快速掘进是公认的世界性难题。由于井下煤岩层深孔钻进困难，即煤层钻孔深度受限，使得掘进时存在瓦斯超限、瓦斯积聚、甚至瓦斯突出等灾害，即使投入大量的资金，实施大量的钻孔工程仍不能满足掘进的安全需求，况且钻孔工程使工人直接面对瓦斯突出煤体，人身安全受到极大威胁，造成了掘进工作面效率低、进尺少，使得采掘比例严重失调，影响了煤矿企业的整体部署，使煤矿企业发展裹足不前。
为解决井下煤岩体增透、消突、快速掘进的问题，国内外煤炭科研人员进行了广泛的研究，先后实施了多项增透、消突、安全掘进措施，并取得了一定的效果。目前可供采取的主要措施有：瓦斯抽采巷、超前钻孔、密集钻孔、深孔注水、水力冲孔、水力割缝、深孔松动爆破和深孔控制爆破等，这些增透、消突、安全掘进措施普遍存在着整体卸压不够充分，抽采空白带较大，施工工序复杂等问题，往往以密集布孔、高工程投入为代价。地面煤层气增透、消突技术主要限于原生结构煤层、钻井施工及地质条件要求严格、投入高、运营周期长、风险性大，因此无法保障高瓦斯矿井的安全快速掘进，对于松软低渗煤层效果更差；瓦斯抽采巷施工工程量大、投入高、维护困难，高瓦斯矿井瓦斯涌出量大的情况，无法很好解决瓦斯超限等问题，最终无法保证安全快速掘进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现行煤岩体增透、消突、安全快速掘进困难的现状，提供一种提高煤岩体透气性、防治煤与瓦斯突出、实现安全快速掘进的煤岩体增透、消突、安全快速掘进的煤岩巷快速掘进的方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：按如下操作步骤进行：
第一步，在掘进迎头施工压裂长钻孔，钻孔终孔位置一定要过卸压区，保证周围无地质、前探钻孔存在，并用压裂专用封孔器封孔；
第二步，敷设高压管路，安装、布置、调试压裂泵组；
第三步，在保证高压管路畅通的情况下，通过高压管路连接压裂专用封孔器；
第四步，掘进迎头停电、撤人、设置安全警戒线，专业操作人员开启压裂泵组，实施掘进水力破裂作业；
第五步，井下排水、实施抽采孔，联网抽采瓦斯，达到提高煤层透气性、增大瓦斯抽采量、防治煤与瓦斯突出、实现安全快速掘进的目的。
本发明具有实施掘进水力破裂作业，井下排水、实施抽采孔，联网抽放瓦斯，可以达到增透、消突、安全掘进的特点，同时还具有湿润煤体、软化顶板、抑制煤层自然发火等效果，大大改善了工人的作业环境。作业实施过程中，掘进迎头无人值守、停电撤人、压裂措施操作在避灾指挥舱实现，为本安型方法，本发明对煤岩体掘进比常规措施安全、高效，可以提高煤层透气性上百倍，瓦斯抽采效果明显，压裂后，防突指标均不超临界值，最终达到安全快速掘进的目的。
附图说明
图1为本发明的整体施工布置图。
图2为图1中的A-A剖视图。
具体实施方式
如图1、2所示，本发明按如下步骤操作进行：
第一步，在掘进迎头施工压裂长钻孔，钻孔终孔位置一定要过卸压区，保证周围无地质、前探钻孔存在，并用压裂专用封孔器封孔；
第二步，敷设高压管路，安装、布置、调试压裂泵组；
第三步，在保证高压管路畅通情况下，通过高压管路连接压裂专用封孔器；
第四步，掘进迎头停电、撤人、设置安全警戒线，专业操作人员开启压裂泵组，实施掘进水力破裂作业；
第五步，井下排水、实施抽采孔，联网抽采瓦斯，达到提高煤层透气性、增大瓦斯抽采量、防治煤与瓦斯突出、实现安全快速掘进的目的。
本发明公布的一种在煤岩体中增透、消突、安全快速掘进的方法基本原理是将高压压裂液和支撑剂压入煤层，克服最小主应力和煤岩体的破裂压力，使煤层中原有的裂缝充分张开、延伸、相互沟通，达到增加导流能力的目的。首先在掘进迎头施工长钻孔，终孔位置一定过开采卸压区，钻孔附近不应存在地质、前探等长钻孔，并使用压裂专用封孔器封孔，封孔位置一定超过开采卸压区，同时敷设高压管路，安装、布置、调试压裂泵组；然后通过高压管路连接压裂专用封孔器；最后掘进迎头停电、撤人、设置安全警戒线，专业操作人员开启压裂泵组，实施掘进水力破裂作业，井下排水、实施抽采孔，联网抽放瓦斯，达到增透、消突、安全掘进的目的，还具有湿润煤体、软化顶板、抑制煤层自然发火等效果，大大改善了工人的作业环境。作业实施过程中，掘进迎头无人值守、停电撤人、压裂措施操作在避灾指挥舱实现，对煤岩体掘进比常规措施安全、高效，可以提高煤层透气性上百倍，瓦斯抽采效果明显，压裂后，防突指标均不超临界值，最终达到安全快速掘进的目的。
Claims (1)
1.一种煤岩巷快速掘进的方法，其特征在于：按如下操作步骤进行：
第一步，在掘进迎头施工压裂长钻孔，钻孔终孔位置一定要过开采卸压区，保证周围无地质、前探钻孔存在，并用压裂专用封孔器封孔，封孔位置一定超过开采卸压区；
第二步，敷设高压管路，安装、布置、调试压裂泵组；
第三步，在保证高压管路畅通的情况下，通过高压管路连接压裂专用封孔器；
第四步，掘进迎头停电、撤人、设置安全警戒线，专业操作人员开启压裂泵组，实施掘进水力破裂作业；
第五步，井下排水、实施抽采孔，联网抽采瓦斯，达到提高煤层透气性、增大瓦斯抽采量、防治煤与瓦斯突出、实现安全快速掘进的目的，作业实施过程中，掘进迎头无人值守、停电撤人、压裂措施操作在避灾指挥舱实现。
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