CN102226412A - 井下暗采动钻井瓦斯抽采方法 - Google Patents
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Abstract
一种井下暗采动钻井瓦斯抽采方法，首先施工与首采煤层垂距的上组煤层采空区下方或未采煤层上方的坚硬岩层中的一条与煤层平行的瓦斯抽采巷，瓦斯抽采巷沿首采工作面推进方向的中部施工，在施工完成的瓦斯抽采巷内从开切眼侧的暗采动井与开切眼处开始，间隔施工底部与首采工作面顶板相垂直的暗采动井，之后安装瓦斯抽采管路相连的抽采管，通过瓦斯抽采管路将暗采动井内所有抽采管连入矿井瓦斯抽采系统进行采前瓦斯预抽、采中瓦斯抽采、采后瓦斯抽采。该方法具有地面钻井抽采煤层群的瓦斯所具备的抽采量大、抽采浓度高、抽采效果好的优点，又具有稳定性好、不易破断，易排水和工程量小等优点。
Description
技术领域
本发明涉及煤层瓦斯抽采技术领域，特别是一种适用于上部煤组先采再回采下部近距离煤层群或地表地形复杂而无法施工地面钻井及第四纪冲积层较厚导致地面钻井易错断矿井的井下暗采动钻井瓦斯抽采方法。
背景技术
随着矿井向深部的开采，煤层瓦斯含量越来越高，很多煤层由非突出煤层转变为突出煤层。为了控制回采工作面的瓦斯涌出量或消除突出煤层的煤与瓦斯突出危险性，降低煤层的瓦斯含量和压力，则需进行煤层瓦斯抽采。我国大多数煤层透气性较低，一般都在0.01m2/(MPa2.d)以下，属于难抽采煤层。为了高效地抽采煤层瓦斯，需大幅提高煤层的透气性，多年的开采实践发现，采动卸压瓦斯抽采是最有效、最经济的区域瓦斯抽采方法之一。传统底板岩巷钻孔瓦斯抽采法在近距离煤层群条件下，底板岩巷及瓦斯抽出钻孔的布置层位较难选择。
多年的实践发现，利用地面钻井抽采煤层群的卸压瓦斯，具有瓦斯抽采量大、抽采浓度高、抽采效果好等特点。在工作面中心对应地面上每隔100～150m施工一口直径300mm的钻井，瓦斯抽采量可达10～20m3/min,瓦斯浓度可达70%以上。该方法目前已在淮南、阳泉、晋城等众多矿区得到广泛应用。但是当上部煤层组已回采后，再回采下部近距离煤层群时，若施工地面钻井，则需穿越上部煤层群的采空区，使钻井抽采效率低下甚至失效；若施工岩石瓦斯抽出巷，则由于煤层群间距离较近，施工位置难以选择且受采动影响较大，瓦斯抽采效果较差。在第四纪冲积层较厚的矿区，受采动剪应力的影响，新老地层交界处，煤岩层水平位移较大，钻井易破裂、错断。而在井田地面地形崎岖、沟壑众多等复杂情况下，地面钻井无法施工，使地面钻井瓦斯抽采方法的推广应用受到限制。
地面钻井瓦斯抽采方法虽应用效果良好，但受矿井煤层回采次序、岩层稳定性和地表地形的影响较大，严重制约了煤层群条件下卸压瓦斯的治理效果。
发明内容
技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种钻井施工量小、稳定性好、不易破断、易排水，瓦斯抽采量大、抽采浓度高、抽采效果好的井下暗采动钻井瓦斯抽采方法。
技术方案：本发明的井下暗采动钻井瓦斯抽采方法，包括以下步骤：
a．根据确定煤层群中的首采煤层，施工与首采煤层垂距H1为150m的上组煤层采空区下方或未采煤层上方的坚硬岩层中的一条与煤层平行的瓦斯抽采巷，瓦斯抽采巷沿首采工作面推进方向的中部施工，其横断面积为5～8m2；
b．在施工完成的瓦斯抽采巷内从开切眼侧的暗采动井与开切眼的距离L为80～100m处开始，间隔100～150m施工底部与首采工作面顶板垂距H2为10m的暗采动井；
c．在施工完成的暗采动井的井口与安装瓦斯抽采管路相连的抽采管，用水泥砂浆进行封孔，封孔长度不小于20m；
d．通过瓦斯抽采管路将暗采动井内所有抽采管连入矿井瓦斯抽采系统进行采前瓦斯预抽、采中瓦斯抽采、采后瓦斯抽采，抽采负压不低于40KPa。
所述施工暗采动井的直径不小于300mm；所述的暗采动井的采前瓦斯预抽时间不少于1个月；采后瓦斯抽采时间不少于5个月。
有益效果：由于采用了上述技术方案，可对煤层群条件下回采工作面瓦斯、邻近层卸压瓦斯及采空区瓦斯进行有效抽采，实现煤层群条件下煤与瓦斯安全高效共采。该方法具有地面钻井抽采煤层群的瓦斯所具备的抽采量大、抽采浓度高、抽采效果好的优点，又具有稳定性好、不易破断，易排水和工程量小等优点。单井瓦斯抽采量可达10～20m3/min,瓦斯浓度可达70%以上，能有效地控制煤层群条件下首采工作面的瓦斯涌出量。其方法简单、钻井施工量小、稳定性好、不易破断、易排水，瓦斯抽采量大、抽采浓度高、抽采效果好。
附图说明
图1是本发明的井下暗采动钻井瓦斯抽采方法剖面图；
图2是本发明的井下暗采动钻井瓦斯抽采方法平面图。
图中:1-瓦斯抽采巷；2-暗采动井；3-冒落带；4-采空区；5-首采煤层；6-邻近煤层；7-瓦斯抽采管路；8-开切眼；9-首采工作面。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步描述：
如图1所示，本发明的井下暗采动钻井瓦斯抽采方法：根据地质勘探信息确定煤层群中的首采煤层5，在与首采煤层5垂距H1为150m的上组煤层采空区下方或所有未采煤层上方的坚硬岩层中选择一个受采动影响变形较小、较为稳定的岩层，在此岩层中施工一条瓦斯抽采巷1，沿首采工作面9倾向的中部施工，瓦斯抽采巷1的横断面积为5～8m2；在瓦斯抽采巷1内每隔100～150m施工一口直径为300mm的暗采动井2，暗采动井2终井位置位于冒落带3上边缘、与首采工作面9顶板的垂距H2为10m；首采工作面9开切眼8侧的暗采动井与开切眼的距离L为80～100m；每口暗采动井施工完毕后，在井口安放镀锌抽采管，并使用水泥砂浆按地面井的标准进行封孔，封孔长度不小于20m；通过瓦斯抽采管7将暗采动井连入矿井永久瓦斯抽采系统进行瓦斯抽采，抽采负压不低于40KPa。瓦斯抽采巷1内的所有暗采动井2在首采工作面9回采前施工、封孔完毕并进行瓦斯预抽；暗采动井2预抽首采层5和邻近层6的时间不少于1个月，采空区4瓦斯抽采时间不少于5个月。当首采工作面9回采时，则可进行上覆煤岩体的卸压瓦斯抽采；首采工作面9推过后，仍可抽采采空区4的残存瓦斯，实现煤层群条件下煤与瓦斯的安全高效共采。该方法继承了地面钻井抽采煤层群瓦斯所具备的抽采量大、抽采浓度高、抽采效果好的优点，又具有稳定性好、不易破断，易排水和施工工程量小等优点。
Claims (3)
1.一种煤层群井下暗采动钻井瓦斯抽采方法，其特征在于包括如下步骤：
a．根据确定煤层群中的首采煤层（5），施工与首采煤层（5）垂距H1为150m的上组煤层采空区下方或未采煤层上方的坚硬岩层中的一条与煤层平行的瓦斯抽采巷（1），瓦斯抽采巷（1）沿首采工作面（9）推进方向的中部施工，其横断面积为5～8m2；
b．在施工完成的瓦斯抽采巷（1）内从开切眼（8）侧的暗采动井与开切眼的距离L为80～100m处开始，间隔100～150m施工底部与首采工作面（9）顶板垂距H2为10m的暗采动井（2）；
c．在施工完成的暗采动井（2）的井口与安装瓦斯抽采管路（7）相连的抽采管，用水泥砂浆进行封孔，封孔长度不小于20m；
d．通过瓦斯抽采管路（7）将暗采动井（2）内所有抽采管连入矿井瓦斯抽采系统进行采前瓦斯预抽、采中瓦斯抽采、采后瓦斯抽采，抽采负压不低于40KPa。
2.根据权利要求1所述的井下暗采动钻井瓦斯抽采方法，其特征在于：所述施工暗采动井（2）的直径不小于300mm。
3. 根据权利要求1或2所述的井下暗采动钻井瓦斯抽采方法，其特征在于：所述的暗采动井（2）的采前瓦斯预抽时间不少于1个月；采后瓦斯抽采时间不少于5个月。
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