CN101985888B - 一种高瓦斯煤矿的瓦斯抽放方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高瓦斯煤矿的瓦斯抽放方法。该方法包括：一开向下钻地层直到指定深度，下表层套管固井，形成表层直井段；二开侧钻开窗，并造斜钻进，直到指定的煤层顶板着陆点，下技术套管固井，形成造斜井段；三开从煤层顶板着陆点开始，在煤层顶板中钻构成扫帚形的多个水平分支井；利用所述构成扫帚形的多个水平分支井抽放瓦斯。本发明的技术方案能够快速、高效地抽放瓦斯。

Description

一种高瓦斯煤矿的瓦斯抽放方法
技术领域
本发明涉及煤矿开采技术领域，特别是涉及一种高瓦斯煤矿的瓦斯抽放方法。
背景技术
高瓦斯煤矿的开采，需要先抽放瓦斯气。目前，常规的高瓦斯煤矿抽放瓦斯的方法有：(1)在矿井下煤层顶板钻水平孔抽放，但这种方法抽放很慢，效率低下；(2)在煤层底板开辅助巷道，再开采上部的高瓦斯矿，利用边采上部煤层，底板边塌方，边抽放瓦斯的方式，但这种方法成本高，时间长。
可见，当前需要一种快速、高效的瓦斯抽放方法。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种高瓦斯煤矿的瓦斯抽放方法，该方法能够快速、高效地抽放瓦斯。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明公开了一种高瓦斯煤矿的瓦斯抽放方法，其特征在于，该方法包括：
一开向下钻地层直到指定深度，下表层套管固井，形成表层直井段；
二开侧钻开窗，并造斜钻进，直到指定的煤层顶板着陆点，下技术套管固井，形成造斜井段；
三开从煤层顶板着陆点开始，在煤层顶板中钻构成扫帚形的多个水平分支井；
利用所述构成扫帚形的多个水平分支井抽放瓦斯。
在上述方法中，所述构成扫帚形的多个水平分支井包括：两条外围分支井和两条以上的内部分支井；
其中，第一条外围分支井是从煤层顶板着陆点起始的一条直线段；第二条外围分支井是从煤层顶板着陆点起始，偏离第一条外围分支井第一预设距离，形成第二外围分支井的倾斜段，接着再与第一条外围分支井平行的方向前进第二预设距离，形成第二外围分支井的直线段；每一个内部分支井从第一外围分支井上的除端点以外的点起始，偏离第一条外围分支井第三预设距离，并与第二外围分支井的直线段交叉连通；各内部分支井的起始点不同。
在上述方法进一步包括：在每个外围分支井和每个内部分支井的末端再向下钻进。
在上述方法进一步包括：在每个外围分支井和每个内部分支井的末端再向下钻进时，对井眼进行扩孔。
在上述方法中，三开所用的钻头比一开和二开所用的钻头的尺寸小。
由上述可见，本发明这种，通过在煤层顶板钻扫帚形的水平分支井，并利用该扫帚形的多个水平分支井抽放瓦斯的技术方案，使得在煤层顶板形成网状井网，沟通煤层顶板的裂隙系统，快速降低煤层瓦斯压力，实现快速、高效的抽放瓦斯。
附图说明
图1是本发明中的一种高瓦斯煤矿的瓦斯抽放方法；
图2是图1所示方法中的钻井示意图；
图3是本发明中的扫帚形水平分支井的俯视图。
具体实施方式
图1是本发明中的一种高瓦斯煤矿的瓦斯抽放方法。如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤101，一开向下钻地层直到指定深度，下表层套管固井，形成表层直井段。
本步骤中，可以采用石油钻机领域的转头向下钻穿松软浅部地层。
步骤102，二开侧钻开窗，并造斜钻进，直到指定的煤层顶板着陆点，下技术套管固井，形成造斜井段。
本步骤中，煤层顶板着陆点是预先指定好的，因此在二开时定向钻井，侧钻开窗并造斜钻进，直到目的地。
步骤103，三开从煤层顶板着陆点开始，在煤层顶板中钻构成扫帚形的多个水平分支井。
本步骤中，可以采用尺寸更小的钻头，即三开所用的钻头比一开和二开所用的钻头的尺寸小。
步骤104，利用所述构成扫帚形的多个水平分支井抽放瓦斯。
通过图1所示的方法，能够快速、高效地抽放瓦斯。
图2是图1所示方法中的钻井示意图。如图2所示，一条直线示意性地表示地层表面，用矩形框示意性地表示煤层顶板，用黑色圆点表示煤层顶板着陆点，并分别标识出了表层直井段、造斜井段和扫帚行水平分支井。由于扫帚形说平分支井是水平方向的网装井，因此在图3所示的视图中只能用一条横线来表示。
图3是本发明中的扫帚形水平分支井的俯视图。如图3所示，本发明中的构成扫帚形的多个水平分支井包括：两条外围分支井和两条以上的内部分支井。在图3中外围分支井用“1”进行标记，内部分支井用“2”进行标记。
从图3可以看出：第一条外围分支井是从煤层顶板着陆点起始的一条直线段；第二条外围分支井是从煤层顶板着陆点起始，偏离第一条外围分支井第一预设距离，形成第二外围分支井的倾斜段，接着再与第一条外围分支井平行的方向前进第二预设距离，形成第二外围分支井的直线段；每一个内部分支井从第一外围分支井上的除端点以外的点起始，偏离第一条外围分支井第三预设距离，并与第二外围分支井的直线段交叉连通；各内部分支井的起始点不同。
需要说明的是，本发明的扫帚形水平分支井，除了图3所示的情形外，还包括与图2所示形状对称的情形，即第二外围水平分支井和多个内部分支井也可以从另一个方向偏离第一外围分支井。
在本发明的一个实施例中，还可以在每个外围分支井和每个内部分支井的末端再向下钻进，向下钻进的长度可以根据实际情况而定，可以不穿透煤层顶板，也可以穿透煤层顶板到达煤层。并且在每个外围分支井和每个内部分支井的末端再向下钻进时，还可以对井眼进行扩孔，以扩大煤层的裸露面积。
这里，对于外围分支井来说，其末端是指除所述煤层顶板着陆点以外的另一个端点；对于内部分支井来说，其末端是除位于第一外围分支井上的端点以外的另一个端点。
在实际当中，应用本发明提供的瓦斯抽放方法时，选择瓦斯含量和压力较高，并且煤层顶板力学稳定性好，分布较均匀，无较大断层的煤矿较佳。瓦斯量和压力越高，抽放效果越好。另外，选择煤层顶板含水量较小的煤矿，避免抽放瓦斯时，抽出的只是水。
从上述实施例可以看出，本发明中的扫帚形的水平分支井系统由外围分支井和内部分支井形成连通的闭环图形，能够在煤层顶板形成网状的连通井网，沟通煤层顶板中的裂隙系统，快速降低煤层瓦斯压力，实现快速、高效的抽放瓦斯，为高瓦斯构造的煤矿井的安全、快速和高效开采奠定了基础。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种高瓦斯煤矿的瓦斯抽放方法，其特征在于，该方法包括：
一开向下钻地层直到指定深度，下表层套管固井，形成表层直井段；
二开侧钻开窗，并造斜钻进，直到指定的煤层顶板着陆点，下技术套管固井，形成造斜井段；
三开从煤层顶板着陆点开始，在煤层顶板中钻构成扫帚形的多个水平分支井；
利用所述构成扫帚形的多个水平分支井抽放瓦斯；
其中，所述构成扫帚形的多个水平分支井包括：两条外围分支井和两条以上的内部分支井；
其中，第一条外围分支井是从煤层顶板着陆点起始的一条直线段；第二条外围分支井是从煤层顶板着陆点起始，偏离第一条外围分支井第一预设距离，形成第二外围分支井的倾斜段，接着再与第一条外围分支井平行的方向前进第二预设距离，形成第二外围分支井的直线段；每一个内部分支井从第一外围分支井上的除端点以外的点起始，偏离第一条外围分支井第三预设距离，并与第二外围分支井的直线段交叉连通；各内部分支井的起始点不同。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：在每个外围分支井和每个内部分支井的末端再向下钻进。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：在每个外围分支井和每个内部分支井的末端再向下钻进时，对井眼进行扩孔。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，
三开所用的钻头比一开和二开所用的钻头的尺寸小。
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