[发明专利]一种促进瓦斯抽采的强化增透方法

说明书

技术领域

本发明属于煤层瓦斯抽采技术领域，特别是涉及一种促进瓦斯抽采的强化增透方法。

背景技术

我国的煤层地质构造复杂，高瓦斯低透气性煤层分布较为普遍，随着煤矿开采深度的增加，地应力也会随之增大，导致煤层的透气性会进一步降低。

目前，在煤层瓦斯抽采过程中，在未卸压煤层单纯靠打钻孔抽采瓦斯，不但费时费力且瓦斯抽采效果非常差，技术人员为了提高瓦斯抽采效果，必须采用一些强化增透方法来促进瓦斯抽采，现阶段，惯用的强化增透方法主要有两种，一种是利用水力化措施进行强化增透，如“水力割缝”、“水力冲孔”、“水力压裂”及“水射流割缝”等，但是利用水力化措施进行强化增透也存在非常明显的缺点，由于煤体被水浸泡后易泥化，从而堵塞瓦斯流通通道，同时受到水表面张力限制，强化增透的范围有限；另一种是利用爆破措施进行强化增透，如“深孔松动爆破”和“深孔控制爆破”，目的是通过爆破使煤体产生裂隙，从而增大煤层透气性，但是由于地应力作用，爆破产生的裂隙又会很快被压实闭合，导致高效抽采瓦斯的时效性很短，很难长时间维持。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种促进瓦斯抽采的强化增透方法，能够克服地应力作用，有效维持由爆破产生的裂隙，有效将煤体中难以抽采的吸附态瓦斯转化为容易抽采的游离态瓦斯，有效提高瓦斯抽采效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种促进瓦斯抽采的强化增透方法，包括如下步骤：

步骤一：在煤层中交替布置增透孔和抽采孔，增透孔和抽采孔的间距为实际测定的抽采半径；

步骤二：将各抽采孔进行封孔，并将抽采管与矿井外抽采系统进行汇接，进行瓦斯抽采；

步骤三：向各增透孔内送入裹砂炮和二氧化碳炮，送入前将裹砂炮和二氧化碳炮与爆破雷管装配在一起，送入后裹砂炮和二氧化碳炮位于增透孔的孔底，位于增透孔外的爆破母线与起爆器处于待连状态；

步骤四：利用封孔黄泥对增透孔进行封孔；

步骤五：将爆破母线与起爆器连接好，然后启动起爆器，同时引爆各增透孔内的裹砂炮和二氧化碳炮，通过裹砂炮制造煤体裂隙并维持裂隙，通过二氧化碳炮对煤体进行二次冲击增透，并将煤体中的吸附态瓦斯转化为游离态瓦斯；

步骤六：将完成爆破作业后的增透孔改作抽采孔并进行再次封孔，并将抽采管与矿井外抽采系统进行汇接，与原有抽采孔共同进行瓦斯抽采。

所述裹砂炮包括内层套管、外层套管、封盖、矿用药柱及砂粒，所述内层套管位于外层套管内部，内层套管与外层套管通过封盖密封连接，在封盖上设置有雷管安装槽；所述矿用药柱位于内层套管内，所述砂粒位于内层套管与外层套管的间隙内。

所述二氧化碳炮包括管体、端盖及液态二氧化碳，所述管体的底部设置有注液口，管体的管口通过端盖密封，在端盖上设置有雷管安装槽；所述液态二氧化碳通过注液口注入管体内；在所述端盖外侧还安装有拦阻端盖。

本发明的有益效果：

本发明与现有技术相比，通过在增透孔内引爆两种全新设计的裹砂炮和二氧化碳炮，在裹砂炮矿用药柱的爆炸作用下，增透孔和抽采孔之间的煤体会产生大量的裂隙，同时在爆炸冲击下，内层套管与外层套管间隙内的砂粒会以射流的方式嵌入煤体裂隙中，从而阻止地应力作用造成的裂隙闭合；在二氧化碳炮的雷管安装槽内，由于爆破雷管的爆炸会炸开端盖，使管体内的液态二氧化碳迅速进入爆炸高温环境，于是液态的二氧化碳急速气化膨胀，并通过拦阻端盖的中心孔快速喷出，实现对煤体的二次冲击增透，同时在二氧化碳的驱替作用下，将煤体中难以抽采的吸附态瓦斯转化为容易抽采的游离态瓦斯。在裹砂炮和二氧化碳炮的共同作用下，不仅显著增加了煤体的透气性，且增透效果可长时间维持，保证了瓦斯的高效抽采。

附图说明

图1为增透孔和抽采孔的布置示意图；

图2为裹砂炮结构示意图；

图3为二氧化碳炮结构示意图；

图4为增透孔内裹砂炮和二氧化碳炮联合布置图；

图中，1—岩层，2—煤层，3—增透孔，4—抽采孔，5—内层套管，6—外层套管，7—矿用药柱，8—砂粒，9—封盖，10—雷管安装槽，11—管体，12—液态二氧化碳，13—注液口，14—端盖，15—拦阻端盖，16—爆破雷管，17—爆破母线，18—封孔黄泥，19—煤体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

本发明中所使用的裹砂炮和二氧化碳炮均为全新设计，是本发明能够有效实施的必要部件。