CN102536305A - 一种温压惰性气体增透抽采瓦斯的方法 - Google Patents

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一种温压惰性气体增透抽采瓦斯的方法，属于抽采瓦斯的方法。在工作面煤层中部布置增透孔，以增透孔为中心的等边三角形顶点上布置瓦斯抽采孔，瓦斯抽采孔密封完成后进行瓦斯抽采；逐一对增透孔注入温压惰性气体，通过温压惰性气体的“温度+压力”的耦合作用，惰性气体压开煤体小尺度裂隙，使煤体中原始闭合裂隙展开、张开裂隙进一步扩展，且不诱导突出；煤体中90％的吸附瓦斯吸收能量，加快瓦斯脱离煤体速度，使煤体中难以解吸的瓦斯转化为游离瓦斯，便于瓦斯被大流量、快速抽采；增透介质为气体，增透后气体会通过裂隙通道排出煤体，不会堵塞瓦斯流动通道，为瓦斯抽采提供了条件。该方法操作简单，效果好、瓦斯抽采效率高，具有广泛的实用性。

Description

一种温压惰性气体增透抽采瓦斯的方法
技术领域
本发明涉及一种抽采瓦斯的方法，特别是一种温压惰性气体增透抽采瓦斯的方法。
背景技术
我国煤层的构造复杂，渗透率普遍较低，许多高瓦斯煤层均属于低透气性煤层。同时随着煤矿开采深度的逐步加大，应力的增高，进一步降低了煤层的透气性。在透气性差的矿井进行未卸压煤层瓦斯预抽效果往往都不理想，增加煤体透气性显得尤为重要。目前，我国增加煤体透气性过程中主要采用水力化措施，如水力压裂、水力切割。采用水力化增透措施，煤体被水浸泡后易泥化，堵塞瓦斯流动通道，受水表面张力限制，增透范围有限；采用水力化增透措施时，煤体起裂压力要求25 MPa，在高压水作用下极易诱导煤与瓦斯突出，给煤矿高效生产带来严重的安全隐患。
中国专利，专利号CN201010180354.0公开了一种井下注热抽采煤层瓦斯的方法， 采用向煤层中注入80℃～300℃的高温蒸汽或过热水加热煤层，虽然加快了煤层中瓦斯的解吸，但是注入高温蒸汽或过热水时存在烫伤的安全隐患；注热抽采煤层瓦斯方法也属于水力化措施，同样存在煤体被水浸泡泥化、堵塞瓦斯流动通道的问题，瓦斯抽采增加量有限。
发明内容
本发明的目的是要提供一种温压惰性气体增透抽采瓦斯的方法，解决煤体增透效果差和瓦斯解吸难的问题，有效加快瓦斯解吸效率，实现大流量、快速抽采瓦斯。
本发明的目的是这样实现的：一种温压惰性气体增透抽采瓦斯的方法，包括如下步骤：
a．在工作面煤层中部布置钻孔作为增透孔，以增透孔为中心的等边三角形顶点上布置瓦斯抽采孔；
b．每个瓦斯抽采孔采用常规方法封孔，并在瓦斯抽采管上设有观测孔测量流量，通过瓦斯抽采管、支管将钻孔连入井下抽采系统，对煤层进行瓦斯抽采；
c.用高压注浆法密封增透孔，把温压惰性气体注入增透孔中，对增透孔附近的煤体进行压裂，产生大量裂隙，增加煤体透气性；
d.当瓦斯抽采管上观测孔测量的流量为增透孔注温压惰性气体前流量的两倍时，停止向增透孔中注入温压惰性气体；
e.把增透孔接入井下抽采系统进行瓦斯抽采。
所述增透孔深度为50m～80m，高压注浆法密封增透孔的封孔段长度为20m～30m；所述温压惰性气体为氮气，温度50℃～100℃，压力1.6MPa～5.0MPa。
有益效果，由于采用了上述方案，利用温压惰性气体的“温度+压力”的耦合作用，温压惰性气体持续稳定的压力足以压开煤体小尺度裂隙，促使煤层中原始闭合裂隙展开、张开裂隙进一步扩展，且不诱导煤与瓦斯突出；温压惰性气体具有的能量对煤体进行加热，煤体中90％的吸附瓦斯吸收能量，加快瓦斯脱离煤体速度，使煤体中难以解吸的瓦斯转化为游离瓦斯，便于瓦斯被大流量、快速抽采。“温度+压力”耦合作用下，煤体更易开裂、增透；压裂增透介质为气体，压裂后气体会通过裂隙通道排出煤体，不会堵塞瓦斯流动通道；增透孔和瓦斯抽采孔之间裂隙的连通，给煤体瓦斯解吸、流动和抽采提供了良好的条件,实现了高瓦斯低透气性突出煤层瓦斯的高效、安全、均匀抽采。
优点：该方法操作简单，效果好、瓦斯抽采效率高，具有广泛的实用性；将低透气性不易抽采煤层变为高透气性易抽采煤层，钻孔瓦斯流量可增加6～20倍，瓦斯抽采浓度可达40%～70%，工作面煤体瓦斯抽采率提高20%以上，煤层瓦斯欲抽时间缩短一半以上，变高瓦斯突出煤层为低瓦斯不突出煤层。
附图说明
图1是本发明钻孔布置图。
    图中：1、增透孔；2、瓦斯抽采孔；3、煤体。 
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实例作进一步的描述：
实施例1：本发明一种温压惰性气体增透抽采瓦斯的方法，在工作面煤层中部布置钻孔作为增透孔1，增透孔1深度为50m～80m；以增透孔1为中心的等边三角形顶点上布置瓦斯抽采孔2，瓦斯抽采孔2深度大于工作面宽度的一半，避免抽采“空白带”出现。每个瓦斯抽采孔2用常规方法封孔，通过瓦斯抽采管、支管将钻孔连入井下抽采系统，对煤层进行瓦斯抽采。钻孔孔口负压不低于13KPa，且在瓦斯抽采管上设有观测孔测定流量。
用高压注浆法密封增透孔1，增透孔1的封孔段长度为20m～30m，然后把温压惰性气体注入增透孔1中，温压惰性气体为氮气，温度50℃～100℃，压力1.6MPa～5.0MPa；温压惰性气体持续稳定的压力足以压开煤体3小尺度裂隙，促使煤层中原始闭合裂隙展开、张开裂隙进一步扩展，且不诱导煤与瓦斯突出；温压惰性气体具有的能量对煤体3进行加热，煤体3中90％的吸附瓦斯吸收能量，加快瓦斯脱离煤体3速度，使煤体3中难以解吸的瓦斯转化为游离瓦斯，便于瓦斯被大流量、快速抽采。在“温度+压力”耦合作用下，煤体3更易开裂、增透；压裂增透介质为气体，增透结束后气体会通过裂隙通道排出煤体3，不会堵塞瓦斯流动通道；增透孔1和瓦斯抽采孔2之间裂隙的连通，给煤体3瓦斯解吸、流动和抽采提供了良好的条件。当瓦斯抽采管上观测孔测量的流量为增透孔2注温压惰性气体前流量的两倍时，停止向增透孔1中注入温压惰性气体，增透结束。把增透孔1接入井下抽采系统进行瓦斯抽采。
工作面煤层中部的其余增透孔1按照上述方法进行增透；工作面的增透作业完成后，通过瓦斯抽采孔2和增透孔1对瓦斯的共同抽采，高效、安全的降低煤层瓦斯含量，为煤矿高效回采提供了宝贵时间及安全保障。

Claims (3)

1.一种温压惰性气体增透抽采瓦斯的方法，其特征在于：
a．在工作面煤层中部布置钻孔作为增透孔，以增透孔为中心的等边三角形顶点上布置瓦斯抽采孔；
b．每个瓦斯抽采孔采用常规方法封孔，并在瓦斯抽采管上设有观测孔测量流量，通过瓦斯抽采管、支管将钻孔连入井下抽采系统，对煤层进行瓦斯抽采；
c.用高压注浆法密封增透孔，把温压惰性气体注入增透孔中，对增透孔附近的煤体进行压裂，产生大量裂隙，增加煤体透气性；
d.当瓦斯抽采管上观测孔测量的流量为增透孔注温压惰性气体前流量的两倍时，停止向增透孔中注入温压惰性气体；
e.把增透孔接入井下抽采系统进行瓦斯抽采。
2.根据权利要求1所述的一种温压惰性气体增透抽采瓦斯的方法，其特征在于：所述增透孔深度为50m～80m，高压注浆法密封增透孔的封孔段长度为20m～30m。
3.根据权利要求1所述的一种温压惰性气体增透抽采瓦斯的方法，其特征在于：所述温压惰性气体为氮气，温度50℃～100℃，压力1.6MPa～5.0MPa。
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