CN116181403A - 一种l型地面井水平孔抽采采空区瓦斯的方法 - Google Patents
一种l型地面井水平孔抽采采空区瓦斯的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116181403A CN116181403A CN202310330288.8A CN202310330288A CN116181403A CN 116181403 A CN116181403 A CN 116181403A CN 202310330288 A CN202310330288 A CN 202310330288A CN 116181403 A CN116181403 A CN 116181403A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- horizontal
- hole
- drilling
- goaf
- horizontal hole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 85
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000011160 research Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 38
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 32
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 12
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 9
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 9
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 8
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 6
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 5
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 4
- 238000012300 Sequence Analysis Methods 0.000 claims description 3
- 238000010219 correlation analysis Methods 0.000 claims description 3
- 238000000556 factor analysis Methods 0.000 claims description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 3
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 3
- 238000005211 surface analysis Methods 0.000 claims description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F7/00—Methods or devices for drawing- off gases with or without subsequent use of the gas for any purpose
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B37/00—Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/04—Directional drilling
- E21B7/046—Directional drilling horizontal drilling
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/20—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/28—Enlarging drilled holes, e.g. by counterboring
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/30—Assessment of water resources
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Working Measures On Existing Buildindgs (AREA)
Abstract
本发明提供了一种L型地面井水平孔抽采采空区瓦斯的方法，包括有以下步骤：S1、查询数据信息绘制模型；S2、采集采空区的数据信息录入数学模型中；S3、确定好钻孔位置后，进行钻孔处理；S4、对水平孔进行扩孔、清孔及拉顶管道处理；S5、采空区进行抽采瓦斯；本发明根据工作面上覆岩层赋存结构及各岩层力学性质，结合数学模型和数值模拟方法，研究工作面回采期间上覆岩层垮落程度和裂隙带发育规律，确定水平孔的布置层位，开设L型地面井，根据研究得到的水平孔布置层位确定钻孔轨迹，按照设计轨迹钻进水平孔，消除了瓦斯超限，保证了工作面的安全回采，不需要布设井下高位定向钻孔所需要的多条水平孔，有效抽采了工作面采空区瓦斯。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿抽采瓦斯领域，具体而言，涉及一种L型地面井水平孔抽采采空区瓦斯的方法。
背景技术
瓦斯抽采是保证煤矿安全生产的重要措施之一。在工作面回采期间，为了保证工作面上隅角和回风巷瓦斯不超限，常采用的采空区瓦斯抽采方法包括高抽巷、高位钻孔、上隅角埋管、井下高位定向钻孔瓦斯抽采，但他们都有一定的缺点。高抽巷瓦斯抽采技术工程量较大；高位钻孔钻场施工量大，钻孔需要压茬，过钻场时瓦斯抽采效果不稳定；上隅角埋管抽采瓦斯方法在采空区瓦斯涌出量过大时，无法有效解决上隅角瓦斯超限问题；井下高位定向钻孔抽采瓦斯由于受钻场空间限制，无法施工大直径钻孔。
发明内容
为了弥补以上不足，本发明提供了一种L型地面井水平孔抽采采空区瓦斯的方法，旨在改善高抽巷瓦斯抽采技术工程量较大；高位钻孔钻场施工量大，钻孔需要压茬，过钻场时瓦斯抽采效果不稳定；上隅角埋管抽采瓦斯方法在采空区瓦斯涌出量过大时，无法有效解决上隅角瓦斯超限问题；井下高位定向钻孔抽采瓦斯由于受钻场空间限制，无法施工大直径钻孔等问题。
本发明实施例提供了一种L型地面井水平孔抽采采空区瓦斯的方法，包括有以下步骤：
S1、查询数据信息绘制模型：通过大数据库获取以往的历史数据，然后形成数学模型，通过数学模型有效的实现对采空区的地质模型进行建立；
S2、采集采空区的数据信息录入数学模型中：通过各类地质探测方法实现对采空区的数据信息进行获取，然后将数据信息录入到数学模型中，通过数值模拟方法实现对水平孔的位置进行模拟；
S3、确定好钻孔位置后，进行钻孔处理：首先施工地面井，地面井进入煤层顶板后，施工水平钻孔，并将其布置在回采工作面煤层顶板裂隙带内；
S4、对水平孔进行扩孔、清孔及拉顶管道处理：在水平孔导孔完成后，在地面井内将钻机的导向钻头更换为扩孔钻头，采用清孔器排入地面井内实现清孔，再向地面井内吊入新的管道；
S5、采空区进行抽采瓦斯：水平孔的水平层位于靠近回风巷一侧，约工作面倾向长度1/3位置处，即将水平孔的直径设计为244.5mm，实现水平孔进行瓦斯抽采。
在一种具体的实施方案中，所述S1中数学模型采用的是地质学数学模型，所述地质学数学模型中包括有地质成因研究的因子分析、对应分析、非线性映射分析、典型相关分析；用于研究地质空间变化趋势的趋势面分析和时间序列分析方法。
在上述实现过程中，通过地质学数学模型实现对煤矿的地质进行分析，并且通过大数据库实现对以往的历史数据信息进行查询，有效的建立地质学数学模型，便于后续进行地质分析处理。
在一种具体的实施方案中，所述S2中的地质探测方法包括有重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、放射性勘探，依据工作空间的不同，又分为地面物探、航空物探、海洋物探、井中物探；且采用地面物探、井中物探、磁法勘探、地震勘探和放射性勘探实现对地质进行探测。
在上述实现过程中，通过不同的地质探测方法进行探测地质情况，并且将探测的采空区数据信息进行输入到地质数学模型中，便于有效的计算水平孔的位置和走向。
在一种具体的实施方案中，所述S3中的水平钻孔将水平孔精准布置在煤层顶板裂隙带内，确定水平孔的水平层位和垂直层位，通过地质学数学模型进行检测顶板裂隙带的位置，进而实现对水平孔的水平层位和垂直层位。
在上述实现过程中，通过确定水平层位和垂直层位的计算检测，精准的确定水平在煤层顶板裂隙带中的位置，并且通过地质学数学模型和采集的数据信息进行有效精准的确定。
在一种具体的实施方案中，所述S3中的钻孔在钻孔路径和电子测向仪的实时监测，利用钻机的导向钻头，由钻机附近的地面上向接收井的下部斜向钻出引入孔，之后，继续利用钻机的导向钻头由接收井的下部向地面井的下部沿水平方向钻出导向孔，且在钻头前端安装一块封管板，封管板开有排泥孔，便于实现对钻孔泥进行排出，防止堵塞。
在上述实现过程中，通过钻孔路径和电子测向仪的实时监测，有效的实现对钻机的导向钻头进行精准的定位给进，并且通过封管板上的排泥孔实现对泥浆进行排出，防止堵塞。
在一种具体的实施方案中，所述S4中的扩孔钻头采用导向钻杆进行钻进，所述导向钻杆内布置有泥浆管，扩孔钻头上具有连通泥浆管的喷浆孔，所述管道的推进安装采用顶进设备进行动力推入，所述顶进设备包括有液压传动系统和水平设置的液压顶杆，所述液压顶杆受液压传动系统驱动向水平孔方向水平顶进。
在上述实现过程中，导向钻杆的设定可以实现对扩孔钻头进行给进，并且能够在内部设置泥浆管，便于实现对泥浆进行排出，且通过顶进设备将扩孔钻头进行给进，实现扩孔处理。
在一种具体的实施方案中，所述钻机的主拉力与所述顶进设备的辅顶力边扩孔边推进管道；在扩孔安装管道的过程中，泥土由封管板的排泥孔进入管道内，再采用清孔器排入地面井内实现清孔，并由钻机通过泥浆管向扩孔内壁上喷射护壁泥浆，管道大部分进入导向孔时停止钻机和顶进设备，将液压顶杆端松离管道，实现对管道进行安装固定。
在上述实现过程中，为了实现对管道进行安装，通过主拉力和辅顶力进行扩孔和推进管道，并且采用清孔器实现清孔，将泥浆进行排出，并且实现对扩孔内壁进行喷射护壁泥浆，保持管道的安装固定。
在一种具体的实施方案中，所述水平孔为了保证了瓦斯的高效抽采，随着煤层的起伏，所述水平孔与煤层起伏大致呈平行状态，即水平孔与煤层保持相同的起伏程度。
在上述实现过程中，为了防止水平孔在煤层起伏变化的时候，因为煤层的变化，造成水平孔发生挤压或者是损坏。
在一种具体的实施方案中，所述水平孔在进行钻孔的时候，因为煤层开采初期，上覆岩层裂隙发育不完全，需要降低所述水平孔距煤层顶板的高度，在距开切眼20-30m的位置，所述水平孔位置应较之前的轨迹有明显的下降幅度，保证所述水平孔始终处于裂隙带内。
在上述实现过程中，为了防止上覆岩层裂隙在发育不完全的时候，造成水平孔的损坏，降低水平孔距煤层顶板的高度，使得水平孔始终处于裂隙带内。
在一种具体的实施方案中，所述水平孔进行钻进的时候，在煤层含水时，所述水平孔的整体走势应斜向下，即开切眼端低、地面井端高，防止水积在所述水平孔内，影响瓦斯抽采，且在抽采的时候，L型地面井单一大孔径水平孔抽采采空区瓦斯。
在上述实现过程中，为了防止煤层的积水留在水平孔的内部，影响瓦斯的抽采，使得水平孔倾斜向下，防止积水残留。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明根据工作面上覆岩层赋存结构及各岩层力学性质，结合数学模型和数值模拟方法，研究工作面回采期间上覆岩层垮落程度和裂隙带发育规律，确定水平孔的布置层位，开设L型地面井，根据研究得到的水平孔布置层位确定钻孔轨迹，按照设计轨迹钻进水平孔，消除了瓦斯超限，保证了工作面的安全回采，本发明不需要布设高位钻孔抽采瓦斯技术所需要的钻场，不需要布设井下高位定向钻孔所需要的多条水平孔，有效抽采了工作面采空区瓦斯。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施方式提供的步骤流程示意图；
图2为本发明实施方式提供的地面井水平孔平面示意图；
图3为本发明实施方式提供的地面井水平孔剖面示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述。
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
本发明根据工作面上覆岩层赋存结构及各岩层力学性质，结合数学模型和数值模拟方法，研究工作面回采期间上覆岩层垮落程度和裂隙带发育规律，确定水平孔的布置层位，开设L型地面井，根据研究得到的水平孔布置层位确定钻孔轨迹，按照设计轨迹钻进水平孔，消除了瓦斯超限，保证了工作面的安全回采，本发明不需要布设高位钻孔抽采瓦斯技术所需要的钻场，不需要布设井下高位定向钻孔所需要的多条水平孔，有效抽采了工作面采空区瓦斯；旨在改善高抽巷瓦斯抽采技术工程量较大；高位钻孔钻场施工量大，钻孔需要压茬，过钻场时瓦斯抽采效果不稳定；上隅角埋管抽采瓦斯方法在采空区瓦斯涌出量过大时，无法有效解决上隅角瓦斯超限问题；井下高位定向钻孔抽采瓦斯由于受钻场空间限制，无法施工大直径钻孔等问题。
请参阅图1-3，本发明提供了一种L型地面井水平孔抽采采空区瓦斯的方法，包括有以下步骤：
S1、查询数据信息绘制模型：通过大数据库获取以往的历史数据，然后形成数学模型，通过数学模型有效的实现对采空区的地质模型进行建立；
S2、采集采空区的数据信息录入数学模型中：通过各类地质探测方法实现对采空区的数据信息进行获取，然后将数据信息录入到数学模型中，通过数值模拟方法实现对水平孔的位置进行模拟；
S3、确定好钻孔位置后，进行钻孔处理：首先施工地面井，地面井进入煤层顶板后，施工水平钻孔，并将其布置在回采工作面煤层顶板裂隙带内；
S4、对水平孔进行扩孔、清孔及拉顶管道处理：在水平孔导孔完成后，在地面井内将钻机的导向钻头更换为扩孔钻头，采用清孔器排入地面井内实现清孔，再向地面井内吊入新的管道；
S5、采空区进行抽采瓦斯：水平孔的水平层位于靠近回风巷一侧，约工作面倾向长度1/3位置处，即将水平孔的直径设计为244.5mm，实现水平孔进行瓦斯抽采。
具体的，所述S1中数学模型采用的是地质学数学模型，所述地质学数学模型中包括有地质成因研究的因子分析、对应分析、非线性映射分析、典型相关分析；用于研究地质空间变化趋势的趋势面分析和时间序列分析方法，通过地质学数学模型实现对煤矿的地质进行分析，并且通过大数据库实现对以往的历史数据信息进行查询，有效的建立地质学数学模型，便于后续进行地质分析处理。
在具体设置时，所述S2中的地质探测方法包括有重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、放射性勘探，依据工作空间的不同，又分为地面物探、航空物探、海洋物探、井中物探；且采用地面物探、井中物探、磁法勘探、地震勘探和放射性勘探实现对地质进行探测，通过不同的地质探测方法进行探测地质情况，并且将探测的采空区数据信息进行输入到地质数学模型中，便于有效的计算水平孔的位置和走向。
在一些具体的实施方案中，所述S3中的水平钻孔将水平孔精准布置在煤层顶板裂隙带内，确定水平孔的水平层位和垂直层位，通过地质学数学模型进行检测顶板裂隙带的位置，进而实现对水平孔的水平层位和垂直层位，通过确定水平层位和垂直层位的计算检测，精准的确定水平在煤层顶板裂隙带中的位置，并且通过地质学数学模型和采集的数据信息进行有效精准的确定。
在其他一些实施方案中，所述S3中的钻孔在钻孔路径和电子测向仪的实时监测，利用钻机的导向钻头，由钻机附近的地面上向接收井的下部斜向钻出引入孔，之后，继续利用钻机的导向钻头由接收井的下部向地面井的下部沿水平方向钻出导向孔，且在钻头前端安装一块封管板，封管板开有排泥孔，便于实现对钻孔泥进行排出，防止堵塞，通过钻孔路径和电子测向仪的实时监测，有效的实现对钻机的导向钻头进行精准的定位给进，并且通过封管板上的排泥孔实现对泥浆进行排出，防止堵塞。
在本发明中，所述S4中的扩孔钻头采用导向钻杆进行钻进，所述导向钻杆内布置有泥浆管，扩孔钻头上具有连通泥浆管的喷浆孔，所述管道的推进安装采用顶进设备进行动力推入，所述顶进设备包括有液压传动系统和水平设置的液压顶杆，所述液压顶杆受液压传动系统驱动向水平孔方向水平顶进，导向钻杆的设定可以实现对扩孔钻头进行给进，并且能够在内部设置泥浆管，便于实现对泥浆进行排出，且通过顶进设备将扩孔钻头进行给进，实现扩孔处理。
可以理解，在其他实施例中，所述钻机的主拉力与所述顶进设备的辅顶力边扩孔边推进管道；在扩孔安装管道的过程中，泥土由封管板的排泥孔进入管道内，再采用清孔器排入地面井内实现清孔，并由钻机通过泥浆管向扩孔内壁上喷射护壁泥浆，管道大部分进入导向孔时停止钻机和顶进设备，将液压顶杆端松离管道，实现对管道进行安装固定，为了实现对管道进行安装，通过主拉力和辅顶力进行扩孔和推进管道，并且采用清孔器实现清孔，将泥浆进行排出，并且实现对扩孔内壁进行喷射护壁泥浆，保持管道的安装固定。
在本实施例中，所述水平孔为了保证了瓦斯的高效抽采，随着煤层的起伏，所述水平孔与煤层起伏大致呈平行状态，即水平孔与煤层保持相同的起伏程度，为了防止水平孔在煤层起伏变化的时候，因为煤层的变化，造成水平孔发生挤压或者是损坏。
在一种具体的实施方案中，所述水平孔在进行钻孔的时候，因为煤层开采初期，上覆岩层裂隙发育不完全，需要降低所述水平孔距煤层顶板的高度，在距开切眼20-30m的位置，所述水平孔位置应较之前的轨迹有明显的下降幅度，保证所述水平孔始终处于裂隙带内，为了防止上覆岩层裂隙在发育不完全的时候，造成水平孔的损坏，降低水平孔距煤层顶板的高度，使得水平孔始终处于裂隙带内。
可选地，所述水平孔进行钻进的时候，在煤层含水时，所述水平孔的整体走势应斜向下，即开切眼端低、地面井端高，防止水积在所述水平孔内，影响瓦斯抽采，且在抽采的时候，L型地面井单一大孔径水平孔抽采采空区瓦斯，为了防止煤层的积水留在水平孔的内部，影响瓦斯的抽采，使得水平孔倾斜向下，防止积水残留。
该L型地面井水平孔抽采采空区瓦斯的方法的工作原理：
第一步、查询数据信息绘制模型：通过大数据库获取以往的历史数据，然后形成数学模型，通过数学模型有效的实现对采空区的地质模型进行建立；
第二步、采集采空区的数据信息录入数学模型中：通过各类地质探测方法实现对采空区的数据信息进行获取，然后将数据信息录入到数学模型中，通过数值模拟方法实现对水平孔的位置进行模拟；
第三步、确定好钻孔位置后，进行钻孔处理：首先施工地面井，地面井进入煤层顶板后，施工水平钻孔，并将其布置在回采工作面煤层顶板裂隙带内；
第四步、对水平孔进行扩孔、清孔及拉顶管道处理：在水平孔导孔完成后，在地面井内将钻机的导向钻头更换为扩孔钻头，采用清孔器排入地面井内实现清孔，再向地面井内吊入新的管道；
第五步、采空区进行抽采瓦斯：水平孔的水平层位于靠近回风巷一侧，约工作面倾向长度1/3位置处，即将水平孔的直径设计为244.5mm，实现水平孔进行瓦斯抽采。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种L型地面井水平孔抽采采空区瓦斯的方法，其特征在于，包括有以下步骤：
S1、查询数据信息绘制模型：通过大数据库获取以往的历史数据，然后形成数学模型，通过数学模型有效的实现对采空区的地质模型进行建立；
S2、采集采空区的数据信息录入数学模型中：通过各类地质探测方法实现对采空区的数据信息进行获取，然后将数据信息录入到数学模型中，通过数值模拟方法实现对水平孔的位置进行模拟；
S3、确定好钻孔位置后，进行钻孔处理：首先施工地面井，地面井进入煤层顶板后，施工水平钻孔，并将其布置在回采工作面煤层顶板裂隙带内；
S4、对水平孔进行扩孔、清孔及拉顶管道处理：在水平孔导孔完成后，在地面井内将钻机的导向钻头更换为扩孔钻头，采用清孔器排入地面井内实现清孔，再向地面井内吊入新的管道；
S5、采空区进行抽采瓦斯：水平孔的水平层位于靠近回风巷一侧，约工作面倾向长度1/3位置处，即将水平孔的直径设计为244.5mm，实现水平孔进行瓦斯抽采。
2.根据权利要求1所述的一种L型地面井水平孔抽采采空区瓦斯的方法，其特征在于，所述S1中数学模型采用的是地质学数学模型，所述地质学数学模型中包括有地质成因研究的因子分析、对应分析、非线性映射分析、典型相关分析；用于研究地质空间变化趋势的趋势面分析和时间序列分析方法。
3.根据权利要求1所述的一种L型地面井水平孔抽采采空区瓦斯的方法，其特征在于，所述S2中的地质探测方法包括有重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、放射性勘探，依据工作空间的不同，又分为地面物探、航空物探、海洋物探、井中物探；且采用地面物探、井中物探、磁法勘探、地震勘探和放射性勘探实现对地质进行探测。
4.根据权利要求1所述的一种L型地面井水平孔抽采采空区瓦斯的方法，其特征在于，所述S3中的水平钻孔将水平孔精准布置在煤层顶板裂隙带内，确定水平孔的水平层位和垂直层位，通过地质学数学模型进行检测顶板裂隙带的位置，进而实现对水平孔的水平层位和垂直层位。
5.根据权利要求1所述的一种L型地面井水平孔抽采采空区瓦斯的方法，其特征在于，所述S3中的钻孔在钻孔路径和电子测向仪的实时监测，利用钻机的导向钻头，由钻机附近的地面上向接收井的下部斜向钻出引入孔，之后，继续利用钻机的导向钻头由接收井的下部向地面井的下部沿水平方向钻出导向孔，且在钻头前端安装一块封管板，封管板开有排泥孔，便于实现对钻孔泥进行排出，防止堵塞。
6.根据权利要求5所述的一种L型地面井水平孔抽采采空区瓦斯的方法，其特征在于，所述S4中的扩孔钻头采用导向钻杆进行钻进，所述导向钻杆内布置有泥浆管，扩孔钻头上具有连通泥浆管的喷浆孔，所述管道的推进安装采用顶进设备进行动力推入，所述顶进设备包括有液压传动系统和水平设置的液压顶杆，所述液压顶杆受液压传动系统驱动向水平孔方向水平顶进。
7.根据权利要求6所述的一种L型地面井水平孔抽采采空区瓦斯的方法，其特征在于，所述钻机的主拉力与所述顶进设备的辅顶力边扩孔边推进管道；在扩孔安装管道的过程中，泥土由封管板的排泥孔进入管道内，再采用清孔器排入地面井内实现清孔，并由钻机通过泥浆管向扩孔内壁上喷射护壁泥浆，管道大部分进入导向孔时停止钻机和顶进设备，将液压顶杆端松离管道，实现对管道进行安装固定。
8.根据权利要求1所述的一种L型地面井水平孔抽采采空区瓦斯的方法，其特征在于，所述水平孔为了保证了瓦斯的高效抽采，随着煤层的起伏，所述水平孔与煤层起伏大致呈平行状态，即水平孔与煤层保持相同的起伏程度。
9.根据权利要求1所述的一种L型地面井水平孔抽采采空区瓦斯的方法，其特征在于，所述水平孔在进行钻孔的时候，因为煤层开采初期，上覆岩层裂隙发育不完全，需要降低所述水平孔距煤层顶板的高度，在距开切眼20-30m的位置，所述水平孔位置应较之前的轨迹有明显的下降幅度，保证所述水平孔始终处于裂隙带内。
10.根据权利要求1所述的一种L型地面井水平孔抽采采空区瓦斯的方法，其特征在于，所述水平孔进行钻进的时候，在煤层含水时，所述水平孔的整体走势应斜向下，即开切眼端低、地面井端高，防止水积在所述水平孔内，影响瓦斯抽采，且在抽采的时候，L型地面井单一大孔径水平孔抽采采空区瓦斯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310330288.8A CN116181403A (zh) | 2023-03-30 | 2023-03-30 | 一种l型地面井水平孔抽采采空区瓦斯的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310330288.8A CN116181403A (zh) | 2023-03-30 | 2023-03-30 | 一种l型地面井水平孔抽采采空区瓦斯的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116181403A true CN116181403A (zh) | 2023-05-30 |
Family
ID=86438630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310330288.8A Pending CN116181403A (zh) | 2023-03-30 | 2023-03-30 | 一种l型地面井水平孔抽采采空区瓦斯的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116181403A (zh) |
-
2023
- 2023-03-30 CN CN202310330288.8A patent/CN116181403A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107083988B (zh) | 基于千米定向钻孔的采动裂隙带瓦斯抽采技术方法 | |
| US4536035A (en) | Hydraulic mining method | |
| CN101581234B (zh) | 煤层采动顶底板岩层变形与破坏井下综合测试方法 | |
| CN109653800B (zh) | 深部富水覆岩厚煤层开采复合动力灾害监测预警系统及方法 | |
| CN112253113B (zh) | 煤矿井下定向长钻孔分段水力压裂弱化坚硬夹矸层的方法 | |
| CN107916953A (zh) | 基于煤层顶板水平钻孔的瓦斯抽釆系统、抽采方法及施工工艺 | |
| CN112253114B (zh) | 煤矿井下深孔水力预裂弱化煤层中坚硬夹矸层的方法 | |
| CN104481587A (zh) | 大采深、大跨度综放采煤工作面顶板砂岩裂隙水探防方法 | |
| CN103147737A (zh) | 一种上行开采覆岩破坏规律的钻孔探测方法 | |
| CN110645040A (zh) | 一种基于定向钻机的突出煤层“五定”瓦斯治理方法 | |
| CN109611146B (zh) | 一种离层水疏放注浆方法 | |
| CN106285776A (zh) | 一种基于定向钻进技术的顶板水疏放方法 | |
| CN108757043A (zh) | 一种针对采掘工作面防治水方法 | |
| US20200332639A1 (en) | Method of Drilling Vertical and Horizontal Pathways to Mine for Solid Natural Resources | |
| CN101956548B (zh) | 一种煤层气多分支水平井系统及其改造方法 | |
| CN103835647A (zh) | 一种漂卵石层的钻进方法 | |
| CN106640084B (zh) | 一种基于ggd理念的深部智能采矿方法 | |
| CN116181403A (zh) | 一种l型地面井水平孔抽采采空区瓦斯的方法 | |
| Black et al. | Actions to improve coal seam gas drainage performance | |
| CN112211666B (zh) | 一种采煤工作面盲区判别方法 | |
| CN201526309U (zh) | 地下水文观测孔 | |
| CN114483163A (zh) | 一种瓦斯抽采方法 | |
| CN117027802B (zh) | 地面水平井分段压裂区域超前防治煤矿冲击地压的方法 | |
| Bar et al. | Ground Characterization and Design of a Drainage Gallery Tunnel Network for a Large Open Pit Mine in a High Rainfall Environment | |
| CN115126475B (zh) | 煤层开采覆岩采动破坏规律的多点全周期监测方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication |