CN112012783B - 一种防破坏地面钻井瓦斯抽采方法 - Google Patents

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Abstract

一种防破坏地面钻井瓦斯抽采方法，属于煤矿瓦斯抽采方法技术领域，可解决地面垂直钻井易因工作面推移而被破坏、L型钻井施工难度大、成本高的问题，煤层开采前，由地表移动盆地的边缘外3‑5 m处开钻，垂直向下钻进至裂隙带上方30‑50 m处停止，下入竖直刚性管；向内错回风巷40‑60°方向造斜；开始造斜到垮落带上部边界线与回风巷侧的采动应力边界线交界处的钻井段下入柔性套管，垮落带上部边界线与回风巷侧的采动应力边界线交界处到开采煤层底板的钻井段下入柔性筛管，地面井口与抽放泵站衔接。本发明一定程度上解决了工作面推进对于地面抽采钻井的破坏问题，大幅度提高钻井稳定性。

Description

一种防破坏地面钻井瓦斯抽采方法
技术领域
本发明属于煤矿瓦斯抽采方法技术领域，具体涉及一种防破坏地面钻井瓦斯抽采方法，用于开采煤层瓦斯预抽与采动区、采空区瓦斯抽采。
背景技术
我国煤矿开采深度逐年增加，瓦斯治理要求与难度也随之增大，在瓦斯治理的研究实践中，地面瓦斯抽采钻井是煤矿瓦斯治理工程领域中的有效方法之一，利用钻井的抽采功能，更多地抽采瓦斯、有效地减轻井下工作面的瓦斯超限的压力。我国现阶段主要采用的地面瓦斯抽采钻井有地面垂直钻井与L型瓦斯抽采钻井。其中，位于开采煤层上覆岩层中的地面垂直钻井极易受工作面推移导致的岩层变动而变形或破坏失效，且维护难度大，导致无法保证抽采效果；L型钻井虽然离开采动区的位置，但出现了施工难度大，成本高的问题。因此迫切需要能满足抽采稳定性且具有更高经济效益的瓦斯抽采方法。
发明内容
本发明针对地面垂直钻井易因工作面推移而被破坏、L型钻井施工难度大、成本高的问题，提供一种防破坏地面钻井瓦斯抽采方法。
本发明采用如下技术方案：
一种防破坏地面钻井瓦斯抽采方法，包括如下步骤：
第一步，煤层开采前，由距离开采煤层上方靠近回风巷侧的地表移动盆地的边缘外3-5m处开钻，并垂直向下钻进至开采煤层裂隙带上方30-50m处停止，形成钻井Ⅰ，在钻井Ⅰ内下入竖直刚性管；
第二步，从钻井Ⅰ末端向内错回风巷40-60°方向造斜，形成钻井Ⅱ，钻井Ⅱ由开采煤层垮落带上部边界线与回风巷侧的采动应力边界线的交界处进入开采煤层裂隙带，并穿过开采煤层裂隙带进入开采煤层垮落带，使钻井底部位于内错回风巷10-40m范围且进入开采煤层的底板；
第三步，从开始造斜到开采煤层垮落带上部边界线与回风巷侧的采动应力边界线的交界处的钻井段下入柔性套管，开采煤层垮落带上部边界线与回风巷侧的采动应力边界线交界处到开采煤层底板的钻井段下入柔性筛管，地面井口与抽放泵站连接。
所述柔性套管、柔性筛管与开采煤层的水平面的夹角均为40-60°。
所述竖直刚性管、柔性套管和柔性筛管的直径均为100-200mm。
本发明的有益效果如下：
1. 利用本发明的防破坏地面钻井瓦斯抽采方法，可用于瓦斯预抽与采动区、采空区瓦斯抽采的多时期，提高了瓦斯抽采效果，缓解了采煤工作面瓦斯浓度超限，具有更高的安全性。煤层开采前钻井用于瓦斯预抽，煤层开采过程中钻井用于采动区瓦斯抽采，煤层开采后钻井用于采空区瓦斯抽采的多时期瓦斯稳定抽采方法。
2. 利用本发明的防破坏地面钻井瓦斯抽采方法，钻井相对于地面垂直钻井稳定性高，相对于L型钻井施工难度小，钻井成本低，一定程度上解决了工作面推进对于地面抽采钻井的破坏问题，大幅度提高钻井稳定性，综合来说，是一种瓦斯抽采效果更好，经济价值更高的地面钻井瓦斯抽采方法。
附图说明
图1为本发明的防破坏地面钻井瓦斯抽采方法的剖面示意图；
其中：1-采动应力边界线；2-地表移动盆地；3-竖直刚性管；4-开采煤层裂隙带；5-柔性筛管；6-回风巷；7-开采煤层垮落带；8-开采煤层；9-开采煤层垮落带上部边界线；10-柔性套管。
具体实施方式
煤层开采前，由距离开采煤层8上方靠近回风巷侧6的地表移动盆地2的边缘外3-5m处开钻，并使用241.3mm钻头垂直向下钻进至开采煤层裂隙带4上方30-50 m处停止，而后下入竖直刚性管3；随后向内错回风巷40-60°方向造斜，由开采煤层垮落带上部边界线9与回风巷6侧的采动应力边界线1交界处进入开采煤层裂隙带4，并穿过开采煤层裂隙带4进入开采煤层垮落带7，使钻井底部位于内错回风巷10-40 m范围且进入开采煤层8底板；开始造斜到开采煤层垮落带上部边界线9与回风巷6侧的采动应力边界线1交界处的钻井段下入柔性套管10，开采煤层垮落带上部边界线9与回风巷6侧的采动应力边界线1交界处到开采煤层8底板的钻井段下入柔性筛管5，地面井口与抽放泵站衔接。

Claims (3)

1.一种防破坏地面钻井瓦斯抽采方法，其特征在于：包括如下步骤：
第一步，煤层开采前，由距离开采煤层（8）上方靠近回风巷（6）侧的地表移动盆地（2）的边缘外3-5m处开钻，并垂直向下钻进至开采煤层裂隙带（4）上方30-50m处停止，形成钻井Ⅰ，在钻井Ⅰ内下入竖直刚性管（3）；
第二步，从钻井Ⅰ末端向内错回风巷（6）40-60°方向造斜，形成钻井Ⅱ，钻井Ⅱ由开采煤层垮落带上部边界线（9）与回风巷（6）侧的采动应力边界线（1）的交界处进入开采煤层裂隙带（4），并穿过开采煤层裂隙带（4）进入开采煤层垮落带（7），使钻井Ⅱ底部位于内错回风巷（6）10-40m范围且进入开采煤层（8）的底板；
第三步，从开始造斜到开采煤层垮落带上部边界线（9）与回风巷（6）侧的采动应力边界线（1）的交界处的钻井段下入柔性套管（10），开采煤层垮落带上部边界线（9）与回风巷（6）侧的采动应力边界线（1）交界处到开采煤层（8）底板的钻井段下入柔性筛管（5），地面井口与抽放泵站连接。
2.根据权利要求1所述的一种防破坏地面钻井瓦斯抽采方法，其特征在于：所述柔性套管（10）、柔性筛管（5）与开采煤层（8）的水平面的夹角均为40-60°。
3.根据权利要求1所述的一种防破坏地面钻井瓦斯抽采方法，其特征在于：所述竖直刚性管（3）、柔性套管（10）和柔性筛管（5）的直径均为100-200mm。
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