[发明专利]一种瓦斯抽采定向长钻孔组及定向长钻孔的施工方法

说明书

本发明公开了一种瓦斯抽采定向长钻孔组，包括多个相互错开的定向长钻孔，所述多个定向长钻孔的孔口位于同一高度，该孔口位于煤层顶板处的不良地层上；每一定向长钻孔均包括第一孔段和第二孔段，所述第一孔段自孔口处向良好地层延伸至不良地层与良好地层交界处，且第一孔段与顶板呈一夹角，角度范围为0‑90°；所述第二孔段与第一孔段连接，并位于良好地层内，第二孔段与顶板平行设置。本发明还公开了定向长钻孔的施工方法。本发明的优点在于，成孔效率高，施工速度快，瓦斯抽采效果好，节约成本。

技术领域

本发明属于煤矿安全生产技术领域，具体涉及一种瓦斯抽采定向长钻孔组及定向长钻孔的施工方法。

背景技术

煤矿生产中治理工作面采空区瓦斯的主要方法有高抽巷和常规顶板走向钻孔。高抽巷掘进工作量大、劳动强度高、生产效率低且综合成本较高。常规高位钻孔需要做高位钻场、钻孔轨迹不可控、精度差、孔深较浅影响范围小，抽采效果不佳。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：现有工作面采空区瓦斯抽采存在成本高或效果差的问题。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种瓦斯抽采定向长钻孔组，包括多个相互错开的定向长钻孔，所述多个定向长钻孔的孔口位于同一高度，该孔口位于煤层顶板处的不良地层上；每一定向长钻孔均包括第一孔段和第二孔段，所述第一孔段自孔口处向良好地层延伸至不良地层与良好地层交界处，且第一孔段与顶板呈一夹角，角度范围为0-90°；所述第二孔段与第一孔段连接，并位于良好地层内，第二孔段与顶板平行设置。

优选地，本发明所述的一种瓦斯抽采定向长钻孔组，所述定向长钻孔的个数不少于七个。

优选地，本发明所述的一种瓦斯抽采定向长钻孔组，在良好地层内设置有目标层，所述目标层的高度为回采工作面高度的8-10倍，所述多个第二孔段分布于目标层上。

优选地，本发明所述的一种瓦斯抽采定向长钻孔组，所述目标层为两个，且两个目标层距煤层顶板的距离不相等。

优选地，本发明所述的一种瓦斯抽采定向长钻孔组，所述煤层顶板处设有轨顺，所述多个第二孔段孔距轨顺侧帮的距离不相等。

本发明还提供了一种定向长钻孔的施工方法，包括以下步骤：

(1)设计孔位及钻孔参数；

(2)孔口段施工：采用四翼平底PDC定向钻头开孔，然后采用螺旋刀翼型扩孔钻头扩孔，扩孔完成后提钻，再下入孔口套管，注浆固管；所述注浆固管的具体方法为：在回风巷钻孔至不良地层位置，采用石油固井水泥进行带压注浆；

(3)定向钻孔施工：采用中心通缆钻杆配、有线随钻测量装置、1.75°大弯角孔底马达、定向钻头配套复合定向钻进工艺施工至设计孔深；

(4)全孔段扩孔钻进：使用螺旋刀翼型PDC扩孔钻头回转扩孔进行全孔段扩孔至设计孔径；

(5)通过钻机下放护孔筛管。

优选地，本发明所述的一种定向长钻孔的施工方法，所述步骤(2)中开孔时的开孔倾角不小于15°。

本发明技术有益效果：

本发明技术方案采用定向长钻孔进行瓦斯抽采，与高抽巷相比，其具有较高的钻孔施工效率和成孔效率，节约成本、经济效益高；与常规高位钻孔相比，具有钻孔轨迹可控、精度高、可达到较大孔深度，抽采范围广、效率高的特点。

附图说明

图1为本发明实施例所述的一种瓦斯抽采定向长钻孔组的钻孔轨迹平面示意图；

图2为钻孔轨迹的剖面示意图；

图3为定向长钻孔施工工艺流程图。