CN114458373A - 一种地面钻井抽采采动卸压瓦斯的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于煤矿开采技术领域，提供一种地面钻井抽采采动卸压瓦斯的方法，包括以下步骤：步骤S1，基于煤层采空区范围边界，沿开采工作面走向布置数组地面钻井，所述地面钻井内错风巷和机巷；步骤S2，开采前进行地面钻井的施工；步骤S3，向钻井中下入瓦斯抽采管，当开采至距离地面钻井一定间距时，对岩层段与煤层顶板之间的区段进行瓦斯抽采；步骤S4，根据工作面推进距离、瓦斯抽采浓度、煤层采空区瓦斯抽采流量、总的瓦斯流量实时调整瓦斯抽采设备的抽采负压。本发明的抽采方法对现场作业有明确可操作的实施参考，具有有效抽采时间长、抽采率高、钻井数量少、作业效率高和钻孔难度低的优点；且对抽采负压的调控，使抽采安全有效，并能节省能耗。
Description
技术领域
本发明属于煤矿开采技术领域，具体涉及一种地面钻井抽采采动卸压瓦斯的方法。
背景技术
我国70％以上的煤矿重大安全事故是由瓦斯事故引起的，防治瓦斯历来是煤矿安全工作的重点，而应用较广、效果较好的瓦斯防治技术就是瓦斯抽采，因此，煤层气抽采工程视为生命工程和资源工程。
煤层气抽采可分为煤矿井下、地面和地面与井下联合抽采三大类。又由于地面抽采与煤层开采生产相互制约较少，因而近二十年来，地面煤层气抽采技术和地面与井下联合抽采技术得到了较快发展。
另一方面，按与矿井煤炭生产的时间关系，煤层气地面抽采技术可分为采前抽、采中抽和采后抽。煤层开采以后，在采面的后方形成采空区，并在采空区内形成卸压空间。由于卸压作用而产生的裂隙在横向和竖向方向形成“横三区”和“竖三带”，即煤壁支撑影响区、离层区、重新压实区、冒落带、裂隙带和弯曲下沉带。随着工作面的推进“横三区”和“竖三带”也将发生动态变化，这一变化对本煤层及邻近煤层瓦斯的涌出起到了重要的影响作用。采中抽即是采动区抽采，随着地面煤层气钻井的运行，实现开采煤层和影响范围内煤层的卸压煤层气抽采，进而抽采工作面后方刚形成的采空区内的煤层气，从而有效减少工作面瓦斯的涌出量，取得比较好的抽采效果。
《煤矿卸压瓦斯地面钻井抽采技术方法》是2019年10月1日实施的一项行业标准，适用于煤矿保护层开采卸压瓦斯地面钻井抽采。上述行业标准提供了一些地面钻井设计基础、要求、抽采效果评价和安全防护方向的指引思路，针对该标准在现场运用的具体实施方案的缺乏问题，本发明在不断创新研究和试验的基础上，提供一种实施性较好且通用性强的地面钻井抽采采动卸压瓦斯的技术方案。
因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种地面钻井抽采采动卸压瓦斯的方法，以解决现有技术中存在的不足。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种地面钻井抽采采动卸压瓦斯的方法，包括以下步骤：
步骤S1，基于煤层采空区范围边界，沿开采工作面走向布置数组地面钻井，所述地面钻井内错风巷和机巷；
步骤S2，开采前进行地面钻井的施工；
步骤S3，向钻井中下入瓦斯抽采管，当开采至距离地面钻井一定间距时，对岩层段与煤层顶板之间的区段进行瓦斯抽采；
步骤S4，根据工作面推进距离、瓦斯抽采浓度、煤层采空区瓦斯抽采流量、总的瓦斯流量实时调整瓦斯抽采设备的抽采负压。
在如上所述的地面钻井抽采采动卸压瓦斯的方法中，优先，所述步骤S1中，所述每组地面钻井有2个，且在与工作面走向垂直的方向上间隔设置；
所述每组地面钻井与风巷、机巷的间距均为30-70m；
所述每组两个钻井的间隔均为80-150m。
在如上所述的地面钻井抽采采动卸压瓦斯的方法中，优先，所述步骤S1中，每组地面钻井与风巷、机巷的间距均为50m；每组两个钻井的间隔均为100m；
沿工作面走向，第1组与第2组钻井间的横向距离为100m，其余相邻两组钻井间的横向距离为150m；最后一组钻井中，靠近回风巷的钻井距停采线小于等于150m，靠近进风巷的钻井距停采线小于等于100m。
在如上所述的地面钻井抽采采动卸压瓦斯的方法中，优先，所述步骤S2中，钻井由上往下依次包括表层段、岩层段和卸压抽采段，所述卸压抽采段为由岩层段的底端穿过卸压煤层一直延伸至距开采煤层顶板一定高度的区段；
所述表层段、岩层段和卸压抽采段的直径依次减小，所述表层段为从地面至基岩层，所述岩层段为从基岩层向下延伸至卸压煤层顶板上方20～100m处，所述卸压抽采段的底端距开采煤层顶板5～7倍采高处且距离开采煤层顶板10m以上。
在如上所述的地面钻井抽采采动卸压瓦斯的方法中，优先，所述步骤S3中，在向地面钻井中下入瓦斯抽采管前，首先向所述表层段和所述岩层段内均下入套管并用水泥固井，所述卸压抽采段不固井；所述瓦斯抽采管与套管和卸压抽采段的井壁之间留有容移缓冲间距；
所述瓦斯抽采管为整管，贯穿于地面钻井的整个井身，所述整管包括筛管和实管，所述筛管和所述实管的管径相同；
所述瓦斯抽采管穿过所述卸压煤层的部分为所述筛管，所述筛管用金属丝缠绕，金属丝间距为0.5mm-2mm。
在如上所述的地面钻井抽采采动卸压瓦斯的方法中，优先，所述地面钻井为直井、定向井、斜直井、水平井中的任一种。
在如上所述的地面钻井抽采采动卸压瓦斯的方法中，优先，所述钻井为斜直井，其直径为219mm。
在如上所述的地面钻井抽采采动卸压瓦斯的方法中，优先，所述步骤S3中，当工作面采至距钻孔地面位置5-10m时开始抽采，钻井抽采起始阶段的负压值介于整个抽采过程的负压上下限定值之间。
在如上所述的地面钻井抽采采动卸压瓦斯的方法中，优先，在所述钻井抽采起始阶段，以恒定的负压值抽取瓦斯；
实时计算总的瓦斯流量Q、煤层采空区瓦斯抽采流量q分别与钻井瓦斯抽采浓度C％的比值Q/C、q/C，当Q/C、q/C在持续时长T内均处于稳定波动范围区间[a，b]内，且工作面推进距离S大于设定值L，则判定钻井抽采起始阶段结束转而进入衰减阶段；
在衰减阶段内抽采负压随钻井瓦斯抽采浓度C％的减小而减小直至负压限定值。
在如上所述的地面钻井抽采采动卸压瓦斯的方法中，优先，还包括步骤S5，当衰减阶段的抽采负压处于负压限定值后，若Q、q、C％均低于设定值，且工作面推进超过250m，则停止抽采，拆卸瓦斯抽采设备，封井处理。
有益效果：本发明的抽采方法对现场作业有明确可操作的实施参考，其井身稳定性强、可大幅度延长地面钻井有效抽采时间，较直井的抽采率更高，所需要开设的钻井数量更少，提高了作业效率；同时其钻孔难度较定向井和水平井更低，便于实施。同时提出对抽采负压的调控，使抽采安全有效，且节省不必要的能耗。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：
图1是本发明的采动区的地质结构示意图；
图2是本发明一种实施例中地面钻井布孔的示意概貌图；
图3是本发明一种实施例中地面钻井的剖面结构示意图；
图4是本发明一种实施例中钻井采用斜直井时的剖面结构示意图；
图5是本发明一种实施例中地面钻井布孔的示意图；
图6是本发明一种实施例中一个钻井抽采过程的瓦斯浓度变化统计图；
图7是本发明一种实施例中一个钻井抽采过程的瓦斯抽采量变化统计图；
图8是图6钻井瓦斯抽采流量和浓度随工作面推进的变化关系图；
图9是本发明一种实施例中另一个钻井瓦斯抽采流量和浓度随工作面推进的变化关系图。
图中各个附图标记对应的名称为：7-地面钻井；71-1#钻井；72-2#钻井；73-3#钻井；74-4#钻井；75-5#钻井；76-6#钻井；77-7#钻井；78-(N-3)#钻井；79-(N-2)#钻井；710-(N-1)#钻井；711-N#钻井；81-地表；82-2#煤层；83-3#煤层；84-5/6#煤层；841-5#煤层；842-6#煤层；85-7#煤层(首采煤层)；86-8#煤层；87-弯曲下沉带；88-裂隙带；89-冒落带；810-底鼓破碎带；9-停采线；101-回风巷；102-进风巷；103-工作面；111-表层段；112-岩层段；113-卸压抽采段；121-表层套管；122-岩层套管；131-实管；132-筛管。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明是基于采动区开采前后变化规律，从而在该区域施工地面井，实现负压抽采煤层气。如图1所示，具体来说是采动区受工作面超前支承力和滞后支承力的影响，工作面前方压力增加而后方压力降低，位于采空区上方的顶板岩层在自重的作用下，发生弯曲、断裂、破碎成块而冒落，并无规则地堆积在采空区内，形成冒落带89，其高度通常为采出厚度的3～5倍。冒落岩块具有一定的碎胀性，岩块之间的空间较大，这为瓦斯的流通提供了良好的通道。而位于冒落带89上方的岩层由于缺少顶板岩层的支撑作用，将产生较大的弯曲、变形及破坏。在岩体中出现顺着岩层层理面的离层裂隙和垂直于层理面的破断裂隙，形成裂隙带88，其高度一般为采高的10～30倍。部分层间破断裂隙的相互贯穿为处于裂隙带内的邻近层瓦斯涌入到采空区提供了流动通道。远离开采层、位于裂隙带88上方的煤岩层，由于受采动影响相对较小，岩层不发生破断，不能形成贯穿岩层的竖向破断裂隙，但能产生较大的离层裂隙。弯曲下沉带87内上覆远距离煤层附近形成的离层裂隙成为该煤层卸压瓦斯聚集和流通的主要通道。
煤层卸压时，形成的煤体变形、破裂和裂隙增大将大幅度的提高煤岩体的地透气性，产生卸压增透效应，形成瓦斯流动条件，裂隙高度发育，大量瓦斯得到释放。因处于不同区域内的煤岩裂隙分布不同，瓦斯的解析及流动条件不同，采用地面钻井瓦斯抽采系统，通过钻井的抽采负压，可实现解吸的瓦斯沿卸压裂隙流动，汇入抽采钻井内，大幅度降低卸压煤层的瓦斯含量，同时，消除卸压煤层与瓦斯突出危险性，减少瓦斯向工作面风流中的涌出量，从而为卸压煤层的安全高效开采创造了必要的条件。
基于上述分析，本发明提供的一种地面钻井抽采采动卸压瓦斯的方法，其包括步骤：
步骤S1，在地面确定煤层采空区范围边界，沿工作面走向布置数组地面钻井7，地面钻井内错风巷、机巷；
步骤S2，工作面开采前，进行地面钻井7的施工；
步骤S3，首先向钻井中下入瓦斯抽采管，然后在钻井地面安装包含真空泵的瓦斯抽采设备，当开采至距离地面钻井一定间距时，对岩层段112与煤层顶板之间的区段进行瓦斯抽采；
步骤S4，根据工作面103推进距离、瓦斯抽采浓度、煤层采空区瓦斯抽采流量、总的瓦斯流量实时调整瓦斯抽采设备的抽采负压。
本方案的钻孔分布设计，因其分布均衡性，经试验区实施验证，无论是距回风巷101近的地面抽采钻井还是距进风巷102较近的地面抽采钻井在投入使用期间均能较稳定地对卸压瓦斯进行抽采，其实施性较好且通用性强。
如图2、5所示，步骤S1中，每组地面钻井7有2个，且在与工作面走向垂直的方向上间隔设置。每组地面钻井7与风巷、机巷的间距均为30-70m(例如：30m、35m、40m、45m、50m、60m、65m或70m)；每组两个钻井的间隔均为80-150m(例如：80m、85m、90m、95m、100m、105m、110m、115m、120m、125m、130m、135m、140m、145m或150m)。
在本发明的一个可选实施例中，如图2所示，步骤S1中，沿工作面103走向，第1组与第2组钻井间的横向距离为100m，其余相邻两组钻井间的横向距离为150m；最后一组钻井中，靠近回风巷的钻井距停采线9小于等于150m，靠近进风巷102的钻井距停采线9小于等于100m。
在本发明的另一个可选实施例中，如图5所示，步骤S1中，为了避免开采初期来压不稳定等因素，沿工作面走向，第1组钻井中的1#钻井和第二组钻井中的3#钻井的钻井间距为100m，其余相邻钻井之间的横向间距均为150m。
在本发明的另一个可选实施例中，如图3所示，步骤S2中，钻井由上往下依次包括表层段111、岩层段112和卸压抽采段113，卸压抽采段113为由岩层段112的底端穿过卸压煤层一直延伸至距开采煤层顶板一定高度的区段。
表层段111、岩层段112和卸压抽采段113的直径依次减小，表层段111、岩层段112和卸压抽采段113的直径分别为273mm、219.5mm和177mm。
表层段111为从地面至基岩层，岩层段为从基岩层向下延伸至卸压煤层顶板上方20～100m(例如：20m、30m、40m、50m、60m、70m、80m、90m或100m)处，卸压抽采段的底端距开采煤层顶板5～7倍采高处且距离开采煤层顶板10m以上(例如：10m、11m、12m、13m、14m、15m、16m、17m、18m、19m、20m、25m、30m、35m或40m)。
在本发明的一个可选实施例中，如图3所示，步骤S3中，在向地面钻井中下入瓦斯抽采管前，首先向表层段111和岩层段112内均下入套管并用水泥固井，以加固井身，并防止水、煤渣及砂子等流入井内影响瓦斯抽采效果，卸压抽采段不固井。套管包括表层套管121和岩层套管122。
瓦斯抽采管与套管和卸压抽采段的井壁之间留有容移缓冲间距。
瓦斯抽采管为整管，贯穿于地面钻井的整个井身，整管包括筛管132和实管131，筛管132和实管131的管径相同；瓦斯抽采管穿过卸压煤层的部分为筛管131，筛管132采用套管强化技术进行处理。
套管强化技术为：筛管132用金属丝缠绕，金属丝间距为0.5mm-2mm(例如：0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.9mm、1.1mm、1.3mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm或2.0mm)。优先地，金属丝间距为0.8mm-1.2mm；最优先地，金属丝间距为1mm。
在本发明的一个可选实施例中，地面钻井为直井、定向井、斜直井、水平井中的任一种。
在本发明的一个优选实施例中，针对当前国内地面垂直钻井存在的问题，钻井选用斜直井，其直径为219mm。如图4所示，在现有井身结构的基础上，经过上述结构设置，使井身稳定性强、可大幅度延长地面钻井有效抽采时间，较直井的抽采率更高，所需要开设的钻井数量更少，提高了作业效率；同时其钻孔难度较定向井和水平井更低，便于实施。
在本发明的一个可选实施例中，步骤S3中，当工作面103采至距钻井地面位置5-10m(例如5m、5.5m、6m、6.5m、7m、7.5m、8m、8.5m、9m、9.5m或10m)时开始抽采，钻井抽采起始阶段的负压值介于整个抽采过程的负压上下限定值之间，一般钻井抽采负压设计不得小于30kPa(例如：30kPa、31kPa、32kPa、35kPa、38kPa、40kPa、42kPa、45kPa、48kPa、50kPa、55kPa、60kPa、65kPa或70kPa)。考虑抽采安全性和抽采效果，较好地取其中一个中间值，以保证瓦斯抽采量能尽快达到稳定态。
在本发明的一个可选实施例中，步骤S3中，在钻井抽采起始阶段，以恒定的负压值抽取瓦斯；实时计算总的瓦斯流量Q、煤层采空区瓦斯抽采流量q分别与钻井瓦斯抽采浓度C％的比值Q/C、q/C，当Q/C、q/C在持续时长T内均处于稳定波动范围区间[a，b]内，且工作面推进距离S大于设定值L，则判定钻井抽采起始阶段结束转而进入衰减阶段；在衰减阶段内抽采负压随钻井瓦斯抽采浓度C％的减小而减小直至负压限定值。衰减阶段内Q、C、q跳跃性波动结束，以试验结果看，上述参数均进入一个稳定的衰减期，基本符合抛物线下滑阶段，此时可是能够有效安全的调整真空泵的功率，即调整负压，在衰减阶段内抽采负压随钻井瓦斯抽采浓度C％的减小而减小直至负压限定值。准确有效地甄别起始阶段和衰减阶段，不但能将负压限定到全安值内，又能保证抽采效率，节省能耗。
在本发明的一个可选实施例中，地面钻井抽采采动卸压瓦斯的方法，还包括步骤S5，当衰减阶段的抽采负压处于负压限定值后，若Q、q、C％均低于设定值，且工作面推进超过250m，则停止抽采，拆卸瓦斯抽采设备，封井处理，由此及时回笼设备，恢复作业面。
以乌兰煤矿为试验区，对本发明的实施效果进行验证。根据“西部高瓦斯突出煤层群保护层开采与地面钻井抽采卸压瓦斯关键技术”项目研究成果，可知，乌兰煤矿地面钻井抽采量的20％来自保护层采空区，其余80％的抽采量为2#和3#煤层的卸压瓦斯，因此，地面钻井抽采瓦斯量总体应为50m3/min左右方可解决保护层工作面瓦斯涌出问题。
地面钻井在II 020703工作面推进期间共抽采瓦斯1747.68×104m3，抽采7#煤层采空区瓦斯349.54×104m3，单井最大瓦斯抽采量达到296.09×104m3，最大抽采浓度为90％，平均抽采浓度61.5％(如图6所示)，总体抽采量维持在50m3/min左右，7#煤层采空区瓦斯抽采量维持在10m3/min左右(如图7所示)，个别瓦斯涌出量大的区域，工作面瓦斯涌出量统计总体超过100m3/min时，地面钻井抽采量均超过了60m3/min，采用本方案的抽采方法很好地分担了II 020703工作面回采期间的瓦斯涌出治理工作。
另外再取两个钻井以验证上述负压调节的可行性。在II 020703工作面回采期间开设35#、36#地面钻井进行了单井抽采，并得到较好验证。
35#地面钻井从II 020703工作面103距推过4.4m时开始抽出瓦斯，在工作面103推过该钻井250m时，停止抽采。钻井工作78d，抽采负压在30kPa左右，共抽采瓦斯147.17×104m3，7#煤层采空区29.43×104m3。最大瓦斯抽采浓度90％，平均抽采瓦斯浓度61.7％。工作面回采期间，35#地面钻井抽采瓦斯浓度和流量变化如图8所示。
在II 020703工作面103在推过50m左右的位置时，抽采量达到最大。随着工作面的继续推进，抽采量虽然有逐渐减小的趋势，但维持在15～25m3/min，随着工作面进一步推进，35#钻井距工作面推过150m位置后，抽采量也进一步逐渐减小，降到15m3/min以下。最后，随着工作面再次继续推进，35#钻井一直到工作面推进超过250m后，才衰减到基本抽不出瓦斯。
36#地面钻井从工作面距该井9.8m时开始考察瓦斯抽采情况，钻井内抽采瓦斯量已达22m3/min。在工作面103推过50m左右位置时，抽采量达到最大。随着工作面的继续推进，抽采量虽然有逐渐减小的趋势，但维持在15～25m3/min，随着工作面进一步推进，36#钻井距工作面推过150m位置后，抽采量也进一步逐渐减小，降到15m3/min。最后，随着工作面103再次继续推进，36#钻井一直到工作面推进超过262m时，达到停止抽采条件，衰减到基本抽不出瓦斯。停止抽采。36#钻井工作73d，抽采负压在30kPa左右，共抽采瓦斯120.03×104m3，7#煤层采空区24×104m3。最大瓦斯抽采浓度90％，平均抽采瓦斯浓度64.5％。工作面回采期间，36#地面钻井抽采瓦斯浓度和流量变化如图9所示。
由试验数据可知：(1)各钻井在工作面103推进超过50m后，抽采效果达到最佳，然后抽采瓦斯量有个逐渐下降的趋势，但维持在15～25m3/min。(2)倾向上每排两个地面钻井在工作面推过50m-150m范围内，总体抽采量维持在50m3/min左右，解决7#煤层采空区瓦斯10m3/min左右。(3)到工作面推过150m左右处后，抽采量下降到15m3/min以下，最后随着工作面继续推进，地面钻井抽采量在工作面推过250m处后衰减到基本抽不出瓦斯，地面钻井此时停止工作。
可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种地面钻井抽采采动卸压瓦斯的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，基于煤层采空区范围边界，沿开采工作面走向布置数组地面钻井，所述地面钻井内错风巷和机巷；
步骤S2，开采前进行地面钻井的施工；
步骤S3，向钻井中下入瓦斯抽采管，当开采至距离地面钻井一定间距时，对岩层段与煤层顶板之间的区段进行瓦斯抽采；
步骤S4，根据工作面推进距离、瓦斯抽采浓度、煤层采空区瓦斯抽采流量、总的瓦斯流量实时调整瓦斯抽采设备的抽采负压。
2.根据权利要求1所述的地面钻井抽采采动卸压瓦斯的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述每组地面钻井有2个，且在与工作面走向垂直的方向上间隔设置；
所述每组地面钻井与风巷、机巷的间距均为30-70m；
所述每组两个钻井的间隔均为80-150m。
3.根据权利要求2所述的地面钻井抽采采动卸压瓦斯的方法，其特征在于，所述步骤S1中，每组地面钻井与风巷、机巷的间距均为50m；每组两个钻井的间隔均为100m；
沿工作面走向，第1组与第2组钻井间的横向距离为100m，其余相邻两组钻井间的横向距离为150m；最后一组钻井中，靠近回风巷的钻井距停采线小于等于150m，靠近进风巷的钻井距停采线小于等于100m。
4.根据权利要求1所述的地面钻井抽采采动卸压瓦斯的方法，其特征在于，所述步骤S2中，钻井由上往下依次包括表层段、岩层段和卸压抽采段，所述卸压抽采段为由岩层段的底端穿过卸压煤层一直延伸至距开采煤层顶板一定高度的区段；
所述表层段、岩层段和卸压抽采段的直径依次减小，所述表层段为从地面至基岩层，所述岩层段为从基岩层向下延伸至卸压煤层顶板上方20～100m处，所述卸压抽采段的底端距开采煤层顶板5～7倍采高处且距离开采煤层顶板10m以上。
5.根据权利要求1所述的地面钻井抽采采动卸压瓦斯的方法，其特征在于，所述步骤S3中，在向地面钻井中下入瓦斯抽采管前，首先向所述表层段和所述岩层段内均下入套管并用水泥固井，所述卸压抽采段不固井；所述瓦斯抽采管与套管和卸压抽采段的井壁之间留有容移缓冲间距；
所述瓦斯抽采管为整管，贯穿于地面钻井的整个井身，所述整管包括筛管和实管，所述筛管和所述实管的管径相同；
所述瓦斯抽采管穿过所述卸压煤层的部分为所述筛管，所述筛管用金属丝缠绕，金属丝间距为0.5mm-2mm。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的地面钻井抽采采动卸压瓦斯的方法，其特征在于，所述地面钻井为直井、定向井、斜直井、水平井中的任一种。
7.根据权利要求6所述的地面钻井抽采采动卸压瓦斯的方法，其特征在于，所述钻井为斜直井，其直径为219mm。
8.根据权利要求6所述的地面钻井抽采采动卸压瓦斯的方法，其特征在于，所述步骤S3中，当工作面采至距钻孔地面位置5-10m时开始抽采，钻井抽采起始阶段的负压值介于整个抽采过程的负压上下限定值之间。
9.根据权利要求8所述的地面钻井抽采采动卸压瓦斯的方法，其特征在于，在所述钻井抽采起始阶段，以恒定的负压值抽取瓦斯；
实时计算总的瓦斯流量Q、煤层采空区瓦斯抽采流量q分别与钻井瓦斯抽采浓度C％的比值Q/C、q/C，当Q/C、q/C在持续时长T内均处于稳定波动范围区间[a，b]内，且工作面推进距离S大于设定值L，则判定钻井抽采起始阶段结束转而进入衰减阶段；
在衰减阶段内抽采负压随钻井瓦斯抽采浓度C％的减小而减小直至负压限定值。
10.根据权利要求9所述的地面钻井抽采采动卸压瓦斯的方法，其特征在于，还包括步骤S5，当衰减阶段的抽采负压处于负压限定值后，若Q、q、C％均低于设定值，且工作面推进超过250m，则停止抽采，拆卸瓦斯抽采设备，封井处理。
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|---|---|---|---|
| CN202210064803.8A CN114458373A (zh) | 2022-01-24 | 2022-01-24 | 一种地面钻井抽采采动卸压瓦斯的方法 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115331532A (zh) * | 2022-08-31 | 2022-11-11 | 四川省煤田地质工程勘察设计研究院 | 一种煤矿瓦斯与煤岩气多煤层多水平立体开发模型 |
| CN116006245A (zh) * | 2023-01-15 | 2023-04-25 | 中勘资源勘探科技股份有限公司 | 一种卸压区和采空区两区共采的瓦斯抽采方法 |
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2022
- 2022-01-24 CN CN202210064803.8A patent/CN114458373A/zh active Pending
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