[发明专利]地面辅助井下长钻孔瓦斯强化抽采方法

说明书

一种地面辅助井下长钻孔瓦斯强化抽采方法，其包含如下步骤：步骤一：施工输送孔；步骤二：在抽采工作面按照一定井距设计若干口瓦斯抽放孔；步骤三：进行抽放孔的钻进施工；步骤四：设计分段压裂增透工艺；步骤五：下入增透施工管柱；步骤六：增透压裂施工；步骤七：井下瓦斯抽采；由此，本发明具有井下大排量加砂压裂功能，能够提高煤矿井下瓦斯强化抽采效率和效果，实现大范围、快速、精准降低采煤工作面的瓦斯压力和瓦斯含量，达到高效强化抽采井下瓦斯的目的。

技术领域

本发明涉及煤矿井下瓦斯抽采技术领域，尤其涉及一种地面辅助井下长钻孔瓦斯强化抽采方法。

背景技术

高瓦斯突出矿井在我国分布非常广泛，煤层瓦斯压力大、瓦斯含量高是高瓦斯矿井的典型特征，采煤过程中瓦斯的涌出会严重影响煤炭的安全生产，目前普遍采用井下长钻孔抽采瓦斯方法为主，鉴于我国高瓦斯矿井煤层普遍属于低透气性特征，瓦斯抽采效率低、达标所需时间长，瓦斯治理难度较大。

随着水力压裂技术在地面煤层气开发储层增产改造中的成功应用，表明水力压裂增透技术是提高井下瓦斯抽采效率的一种增产技术措施，目前国内已经成功研制出了井下大功率、大排量小型压裂设备，将地面水力压裂方法应用于煤矿井下的瓦斯强化抽采，取得了一定的效果，但由于煤矿井下巷道空间的限制，水力压裂增透设备和工艺技术也暴露出来了许多问题。(1)井下压裂增透注入属于笼统注入，裂缝起裂具有随机性，无法确定裂缝的位置，无法实现对瓦斯精准抽采，瓦斯抽采不均匀、存在抽采死角；(2)压裂设备系统的功能无法与地面相提并论，井下压裂设备的最大注入排量小于1m³/min，一般为0.6m³/min左右，压裂注入排量相对偏小，难以压开煤层形成较长裂缝；(3)井下压裂增透无法实现水力加砂功能，即使有微小的裂缝也难以形成长久的有效支撑的裂缝，当钻孔压力释放以后裂缝也会很快闭合或者被煤粉充填，致使水力压裂增透范围和增透效果受到严重影响。(4)井下备水、储水困难，同时压裂注入排量小，井下撬装式设备挪动困难，在进行工作面综合治理时，施工周期长，无法实现快速、连续施工，施工效率低，施工难度大。

综上所述，目前井下水力压裂增透技术存在施工排量低、裂缝位置不确定、裂缝有效期短、影响半径小、抽采效率低、抽采效果差等特点，难以实现大范围、精准、快速降低采煤工作面的瓦斯压力和瓦斯含量，难以实现井下瓦斯强化抽采目标。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种地面辅助井下长钻孔瓦斯强化抽采方法，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地面辅助井下长钻孔瓦斯强化抽采方法，提高煤矿井下瓦斯强化抽采效率和效果，实现大范围、快速、精准降低采煤工作面的瓦斯压力和瓦斯含量，达到高效强化抽采井下瓦斯的目的。

为解决上述问题，本发明公开了一种地面辅助井下钻孔瓦斯强化抽采方法，其特征在于包含如下步骤：

步骤一：施工输送孔，在抽采工作面的中间巷道区域布置一口地面输送孔，实现地面与井下巷道的连通；

步骤二：在抽采工作面按照一定井距设计若干口瓦斯抽放孔；

步骤三：进行抽放孔的钻进施工，逐个对各抽放孔进行钻进施工，孔眼采用筛管完孔；

步骤四：设计分段压裂增透工艺，采用交错压裂增透工艺技术；

步骤五：下入增透施工管柱，输送孔中采用油管进行传输，抽放孔中采用水力喷射工具分段进行施工，采用高压压裂井口进行地面井口坐封，井下采用高压软管对抽放孔和油管进行连接；

步骤六：增透压裂施工，连接地面压裂注入系统与井口，将压裂液通过油管经输送孔传输至井下，对煤层各个抽放孔实施水力压裂增透施工，直到整个工作面改造完成；