CN114046149A - 一种穿层孔定向长钻孔水力掏煤消突方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种穿层孔定向长钻孔水力掏煤消突方法，所述方法包括如下步骤：一，在煤层之下的岩层施工瓦斯抽放巷，瓦斯抽放巷通过连通巷与采煤巷连通；二，沿瓦斯抽放巷依次间隔向上钻孔至煤层形成并排多条瓦斯抽放孔道，每一条瓦斯抽放孔道完成后，将孔道口封堵，在封堵墙上设置瓦斯抽管；三，将瓦斯抽管连接至地面瓦斯抽取机，启动瓦斯抽取机完成瓦斯抽取。本发明采用在煤层底板岩层中施工瓦斯工艺巷，可以同时形成煤层的多个瓦斯抽放孔道，通过巷道施工上仰钻孔进入煤层，然后再通过水力压裂技术达到掏煤的效果，消除矿井煤层突出性。
Description
技术领域
本发明涉及一种穿层孔定向长钻孔水力掏煤消突方法。
背景技术
随着我国煤矿开采深度的增加，地应力逐渐增大，瓦斯压力不断升高，煤与瓦斯突出危险性日益严重。为了防止瓦斯事故，特别是煤与瓦斯突出事故的发生，我国要求所有高瓦斯及突出矿井必须预抽煤层瓦斯，所有突出矿井必须采取区域和局部“四位一体”的综合防突措施。钻孔卸压和钻孔预抽煤层瓦斯是我国煤矿广泛采用的防治煤与瓦斯突出措施，目前，广泛的做法是在地面向下钻孔，如公告号CN102094668B公开的“上抽巷高压水力掏穴卸压消突方法”，采用垂直向下钻孔实施的瓦斯抽放工艺，对于大面积待开采矿区来讲，此方法效率低，而且存在钻后的孔洞还会被煤矿塞堵，影响煤层透气性，预抽瓦斯效果不理想。
发明内容
本发明的目的是提出一种穿层孔定向长钻孔水力掏煤消突方法；采用在煤层底板岩层中施工瓦斯工艺巷，通过巷道施工上仰钻孔进入煤层，通过水力压裂技术达到掏煤的效果，提高抽采钻孔单孔的影响半径和瓦斯抽采效率，同时水力掏煤增大了煤体内的裂隙，释放煤体内的压力积聚，消除矿井煤层突出性。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种穿层孔定向长钻孔水力掏煤消突方法，包括如下步骤：
一，在煤层之下的岩层施工瓦斯抽放巷，瓦斯抽放巷通过连通巷与采煤巷连通；
二，沿瓦斯抽放巷依次间隔向上钻孔至煤层形成并排多条瓦斯抽放孔道，每一条瓦斯抽放孔道完成后，将孔道口封堵，在封堵墙上设置瓦斯抽管；
三，将瓦斯抽管连接至地面瓦斯抽取机，启动瓦斯抽取机完成瓦斯抽取；
其中：每一条瓦斯抽放孔道的形成过程是：
a，在向上钻孔后，再水平钻孔一段距离，然后抽出钻头，将压水钻送入煤层的水平钻孔；
b，用高压水向上至少一个方向冲孔掏煤形成煤层裂隙通道孔；
c，然后压水钻向前冲孔一个设计长度，用高压水再向上冲孔掏煤形成煤层裂隙通道孔；
d,返回b直至形成瓦斯抽放孔道的设置要求。
方案进一步是：所述过程b是用高压水向上垂直一个方向冲孔掏煤形成煤层裂隙通道孔，或者向上呈60度夹角的两个方向冲孔掏煤形成煤层裂隙通道孔。
方案进一步是：在所述瓦斯抽放巷中设置有煤水分离装置，瓦斯抽放孔道形成过程中的煤水顺着孔道流入煤水分离装置，煤水分离装置将分离出的煤通过连通巷送入采煤巷的输煤机运出，煤水分离装置将分离出的水回用于压水钻。
方案进一步是：所述一段距离是1mm至2mm。
方案进一步是：所述设计长度是10米至20米。
方案进一步是：所述压水钻向前冲孔用的水压低于向上冲孔掏煤形成煤层裂隙通道孔用的水压。
本发明的有益效果是：采用在煤层底板岩层中施工瓦斯工艺巷，可以同时形成煤层的多个瓦斯抽放孔道，通过巷道施工上仰钻孔进入煤层，然后再通过水力压裂技术达到掏煤的效果，掏煤的过程中煤会顺着钻孔自然流出，不会对掏孔堵塞，提高抽采钻孔单孔的影响半径和瓦斯抽采效率，同时水力掏煤增大了煤体内的裂隙，释放煤体内的压力积聚，消除矿井煤层突出性。
附图说明
图1为本发明瓦斯抽放巷结构示意图；
图2为本发明瓦斯抽放孔道形成结构示意图。
具体实施方式
一种穿层孔定向长钻孔水力掏煤消突方法，如图1和图2所示，所述消突方法包括如下步骤：
一，在煤层1之下的岩层2施工瓦斯抽放巷3，瓦斯抽放巷3通过连通巷（未示出）与采煤巷（未示出）连通；
二，沿瓦斯抽放巷3依次间隔向上钻孔至煤层形成并排多条瓦斯抽放孔道4，每一条瓦斯抽放孔道完成后，将孔道口封堵5，在封堵墙上设置瓦斯抽管6；
三，将瓦斯抽管连接至地面瓦斯抽取机7，启动瓦斯抽取机完成瓦斯抽取；
其中：如图2所示，每一条瓦斯抽放孔道的形成过程是：
a，在用定向钻孔机向上钻孔401后，再水平钻孔一段距离402，一段距离通常是1mm至2mm；然后抽出钻头，将压水钻送入煤层的水平钻孔；
b，用高压水向上至少一个方向冲孔403掏煤形成煤层裂隙通道孔4；例如：用高压水再向上垂直一个方向冲孔掏煤形成煤层裂隙通道孔，或者向上呈60度夹角的两个方向冲孔掏煤形成煤层裂隙通道孔。
c，然后压水钻向前冲孔一个设计长度，用高压水再向上冲孔掏煤形成煤层裂隙通道孔；
d,返回b直至形成瓦斯抽放孔道的设置要求。
其中：在所述瓦斯抽放巷中设置有煤水分离装置8，瓦斯抽放孔道形成过程中的煤水顺着孔道流入煤水分离装置8，煤水分离装置8将分离出的煤通过连通巷送入采煤巷的输煤机运出，煤水分离装置将分离出的水回用于压水钻。
实施例中：所述设计长度是10米至20米，这需要根据现场的情况确定。
另外，压水钻是水力射流器是已有成熟的技术，在高压水的驱动下可以快速旋转，向外喷射高能喷射流，对煤层中旋转冲击形成瓦斯抽放孔道。其中，所述压水钻向前冲孔用的水压低于向上冲孔掏煤形成煤层裂隙通道孔用的水压。
上述穿层孔定向长钻孔水力掏煤消突方法实施例，采用在煤层底板岩层中施工瓦斯工艺巷，可以同时形成煤层的多个瓦斯抽放孔道，通过巷道施工上仰钻孔进入煤层，然后再通过水力压裂技术达到掏煤的效果，掏煤的过程中煤会顺着钻孔自然流出，不会对掏孔堵塞，提高抽采钻孔单孔的影响半径和瓦斯抽采效率，同时水力掏煤增大了煤体内的裂隙，释放煤体内的压力积聚，消除矿井煤层突出性。
Claims (6)
1.一种穿层孔定向长钻孔水力掏煤消突方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
一，在煤层之下的岩层施工瓦斯抽放巷，瓦斯抽放巷通过连通巷与采煤巷连通；
二，沿瓦斯抽放巷依次间隔向上钻孔至煤层形成并排多条瓦斯抽放孔道，每一条瓦斯抽放孔道完成后，将孔道口封堵，在封堵墙上设置瓦斯抽管；
三，将瓦斯抽管连接至地面瓦斯抽取机，启动瓦斯抽取机完成瓦斯抽取；
其中：每一条瓦斯抽放孔道的形成过程是：
a，在向上钻孔后，再水平钻孔一段距离，然后抽出钻头，将压水钻送入煤层的水平钻孔；
b，用高压水向上至少一个方向冲孔掏煤形成煤层裂隙通道孔；
c，然后压水钻向前冲孔一个设计长度，用高压水再向上冲孔掏煤形成煤层裂隙通道孔；
d,返回b直至形成瓦斯抽放孔道的设置要求。
2.根据权利要求1所述的消突方法，其特征在于，所述过程b是用高压水向上垂直一个方向冲孔掏煤形成煤层裂隙通道孔，或者向上呈60度夹角的两个方向冲孔掏煤形成煤层裂隙通道孔。
3.根据权利要求1或2所述的消突方法，其特征在于，在所述瓦斯抽放巷中设置有煤水分离装置，瓦斯抽放孔道形成过程中的煤水顺着孔道流入煤水分离装置，煤水分离装置将分离出的煤通过连通巷送入采煤巷的输煤机运出，煤水分离装置将分离出的水回用于压水钻。
4.根据权利要求1或2所述的消突方法，其特征在于，所述一段距离是1mm至2mm。
5.根据权利要求1或2所述的消突方法，其特征在于，所述设计长度是10米至20米。
6.根据权利要求1或2所述的消突方法，其特征在于，所述压水钻向前冲孔用的水压低于向上冲孔掏煤形成煤层裂隙通道孔用的水压。
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