CN103912304A - 一种松软煤层本层瓦斯抽采方法 - Google Patents

一种松软煤层本层瓦斯抽采方法 Download PDF

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覃乐
郭臣业
沈大富
李栋
周俊杰
张尚斌
徐涛
王联
张翠兰
陈兴燚
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Abstract

本发明公开了一种松软煤层本层瓦斯抽采方法，包括在煤巷内通过钻机、中空钻杆和门式钻头钻顺层孔至设定深度后停转，钻进过程中采用0.8～1.2MPa的压缩空气排渣；拆除钻机与中空钻杆之间的连接构件，并在中空钻杆中置入压裂筛管；退出中空钻杆，并在顺层孔孔口部位形成封孔段；将压裂筛管通过管件与压裂泵组连接；连接中空钻杆和门式钻头，钻下一个顺层孔，两相邻顺层孔间中心距离为5～10米；直至设定区域的顺层孔全部完成钻孔和压裂筛管全部与压裂泵组连接；水力压裂；拆除压裂泵组，连接煤矿井下瓦斯抽采系统，进行煤层瓦斯抽采至煤层瓦斯泄漏符合安全采煤标准。本发明的有益效果是，钻孔数量少、抽采效率高，采煤工作安全，采煤效率高。

Description

一种松软煤层本层瓦斯抽采方法
技术领域
本发明涉及一种煤层瓦斯气抽采方法，尤其是一种松软煤层本层瓦斯抽采方法。
背景技术
煤层瓦斯是一种洁净能源，但对煤矿生产而言更是一种灾害源。我国的煤炭赋存地质条件复杂，主要依靠地下开采，随着开采深度的增加，煤层瓦斯含量逐渐增加，煤层瓦斯压力增大，突出的危险性增高，防突难度越来越大。现有采煤工作面瓦斯抽采是分别通过运输巷和回风巷内在本煤层中打顺层钻孔进行抽采。由于在松软煤层中钻孔往往会出现塌孔现象，导致所钻的孔不成形、钻孔有效深度浅、抽放及卸压覆盖范围小，达标时间长。特别是重庆地区所属煤矿煤层大多为松软煤层，其煤层硬度低、瓦斯含量高、透气性差，相邻钻孔孔距通常只能布设在1～3米之间，钻孔布设密度大，钻孔数量多，钻孔和抽采工作量大，其缺陷和不足显得尤为突出。为此，需要对现有松软煤层瓦斯抽采方式进行改进。
发明内容
本发明的目的是针对现有的煤层抽采技术的不足，提供一种松软煤层本层瓦斯抽采方法，以减少钻孔数量，提高抽采率，确保采煤工作的安全性。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种松软煤层本层瓦斯抽采方法，包括以下步骤：
a、在煤巷内通过钻机、中空钻杆和门式钻头钻顺层孔至设定深度后停转，钻进过程中采用0.8～1.2MPa的中风压压缩空气排渣；
b、拆除钻机与中空钻杆之间的连接构件，并在中空钻杆中置入压裂筛管，该压裂筛管长度与顺层孔深度相适应；
c、退出中空钻杆，并在顺层孔孔口部位按压裂密封要求形成封孔段；
d、将压裂筛管通过管件与压裂泵组连接；
e、转移钻机至下一钻孔位置，连接中空钻杆和门式钻头，钻下一个顺层孔，两相邻顺层孔间中心距离为10～20米；
f、重复步骤b～e，直至设定区域的顺层孔全部完成钻孔；
g、重复步骤b～d，直至设定区域的压裂筛管全部与压裂泵组连接；
h、利用压裂泵组对松软煤层实施水力压裂，并对压裂压力进行控制；
i、拆除压裂筛管与压裂泵组的连接管件，将压裂筛管与煤矿井下瓦斯抽采系统连接，利用压裂筛管进行煤层瓦斯抽采，直至煤层瓦斯含量符合安全采煤标准。
采用上述技术方案的本发明，通过利用中空钻杆尚未退出时作为压裂筛管的引导管，将压裂筛管置入顺层孔中，其钻孔深度可得到充分利用，即使在钻杆退出顺层孔出现塌孔现象时，也不会导致钻孔的有效深度缩短。同时，利用水力压裂方式对煤层进行压裂，并在压裂过程中控制压裂压力，以提高煤层的透气性，在钻孔直径和深度相同的情形下，可有效增大顺层孔间的距离，以减少钻孔数量，节省内层开采准备时间，提高采煤效率。
本发明中的门式钻头是现有技术中的一种中空钻头，钻头的头部设有一可向外开启的单向常闭门，当从钻头内部的中孔顶持该门时，该长闭门可被顶开，否则，其处于关闭状态。
优选的，所述顺层孔直径为95mm～120mm。以方便采用现有尺寸规格的钻头钻孔，并确保压裂和抽采的方便性，降低抽采成本，提高抽采效率。
本发明与现有技术相比的有益效果是，钻孔数量少、抽采效率高，采煤工作安全，采煤效率高。
附图说明
图1是应用本本发明方法时，在中空钻杆2中设置压裂筛管5状态的结构示意图。
图2是应用本发明方法施工的两相邻顺层孔4的位置关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施范围之中。
参见图1、图2，一种松软煤层本层瓦斯抽采方法，包括以下步骤：
a、在煤巷内通过钻机1、中空钻杆2和门式钻头3钻直径为95mm～120mm的顺层孔4至设定深度后停转，钻进过程中采用0.8～1.2MPa的中风压压缩空气排渣；
b、拆除钻机1与中空钻杆2之间的连接构件，并在中空钻杆2中置入压裂筛管5，该压裂筛管5长度与顺层孔4深度相适应；
c、退出中空钻杆2，并在顺层孔4孔口部位按压裂密封要求形成封孔段41；
d、将压裂筛管5通过管件与压裂泵组连接；
e、转移钻机1至下一钻孔位置，连接中空钻杆2和门式钻头3，钻下一个顺层孔4，两相邻顺层孔4间中心距离为10～20米；
f、重复步骤b～e，直至设定区域的顺层孔4全部完成钻孔；
g、重复步骤b～d，直至设定区域的压裂筛管5全部与压裂泵组连接；
h、利用压裂泵组对松软煤层实施水力压裂，并对压裂压力进行控制；
i、拆除压裂筛管5与压裂泵组的连接管件，将压裂筛管5与煤矿井下瓦斯抽采系统连接，利用压裂筛管5进行煤层瓦斯抽采，直至煤层瓦斯含量符合安全采煤标准。
以上虽然结合了附图描述了本发明的实施方式，但本领域的普通技术人员也可以意识到对所附权利要求的范围内作出各种变化或修改，这些修改和变化应理解为是在本发明的范围和意图之内的。

Claims (2)

1.一种松软煤层本层瓦斯抽采方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、在煤巷内通过钻机(1)、中空钻杆(2)和门式钻头(3)钻顺层孔(4)至设定深度后停转，钻进过程中采用0.8～1.2MPa的压缩空气排渣；
b、拆除钻机(1)与中空钻杆(2)之间的连接构件，并在中空钻杆(2)中置入压裂筛管(5)，该压裂筛管(5)长度与顺层孔(4)深度相适应；
c、退出中空钻杆(2)，并在顺层孔(4)孔口部位按压裂密封要求形成封孔段(41)；
d、将压裂筛管(5)通过管件与压裂泵组连接；
e、转移钻机(1)至下一钻孔位置，连接中空钻杆(2)和门式钻头(3)，钻下一个顺层孔(4)，两相邻顺层孔(4)间中心距离为10～20米；
f、重复步骤b～e，直至设定区域的顺层孔(4)全部完成钻孔；
g、重复步骤b～d，直至设定区域的压裂筛管(5)全部与压裂泵组连接；
h、利用压裂泵组对松软煤层实施水力压裂，并对压裂压力进行控制；
i、拆除压裂筛管(5)与压裂泵组的连接管件，将压裂筛管(5)与煤矿井下瓦斯抽采系统连接，利用压裂筛管(5)进行煤层瓦斯抽采，直至煤层瓦斯含量符合安全采煤标准。
2.根据权利要求1所述的松软煤层本层瓦斯抽采方法，其特征在于，所述顺层孔(4)直径为95mm～120mm。
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