[发明专利]一种低渗透性煤层瓦斯高效抽采方法

说明书

本发明提供一种低渗透性煤层瓦斯高效抽采方法的方法，属于煤层瓦斯抽采技术领域，该低渗透性煤层瓦斯高效抽采方法具体包括以下步骤：煤场钻场的布置；钻场距离的测定；双位钻孔的布置；低渗透性煤层力学性质的测定；瓦斯层的泄压；瓦斯气体的增压采样；取样钻孔的密封；煤层瓦斯取样钻场的安全检测。本发明一种低渗透性煤层瓦斯高效抽采方法，将双位钻孔抽采与高压增加氢气取样方式相结合；既能在煤层的沉降中心处开采钻孔，达到煤层内部泄压的目的为瓦斯的释放和流动创造了有利条件，利用先钻孔随后扩孔，提高了钻孔的有效影响范围，同时提高了煤体的透气性，提高待开采煤层的透气性，两种取样方式的结合提高了抽采的效率。

技术领域

本发明属于煤层瓦斯抽采技术领域，尤其涉及一种低渗透性煤层瓦斯高效抽采方法。

背景技术

煤炭在我国能源消费结构中仍然占有举足轻重的地位，2016年，煤炭消费比重为62.6％，预计2017年约为60％左右。我国煤层普遍为低渗透率煤层，相比国外，我国煤层渗透性普遍要小2-3个数量级，低渗透性造成了我国许多煤矿冲击地压事故、煤与瓦斯突出事故频发，同时高瓦斯矿井由于煤层渗透性较低，造成瓦斯抽采困难，这些问题都严重阻碍了我国煤矿高效安全开采。我国已发现的煤炭资源中，有近一半埋藏深度大于1000m，目前老矿区煤炭逐步萎缩，我国煤炭资源的开发，将来要转入深部矿井开采。深部矿井面临高地应力、高瓦斯压力的情况，加之我国煤层普遍为低渗透率煤层，极易造成冲击地压、煤与瓦斯突出等灾害事故，严重制约着矿井高效集约化开采和安全生产。煤矿低渗透率煤层也称为低透气性煤层，为保障低透气性煤层高效集约化开采和安全生产，需要对低渗透性煤层瓦斯高效抽采方法进行研究。

目前，低透气性煤层预裂增透措施主要包括深孔松动爆破、水压致裂、水力冲孔、开采解放层、水力割缝等方法。其中深孔松动爆破使得钻孔附近的煤层被炸的很碎，但对离钻孔稍远的地方预裂效果迅速下降，预裂半径较小，效果不好；另外由于煤矿用炸药的殉爆距离较小，为防止拒爆，现场施工需要导爆索联结，因此，现场施工麻烦；再就是炸药预裂，有可能引起通过裂隙导通的区域瓦斯爆炸，不安全。水力压裂若水压小，裂隙扩张有限，预裂效果不好；若水压大，高压水会从较大的裂隙中流出，预裂不均匀，效果不好；且高压水在煤层中的流动不可控制。水力冲孔是通过水力冲刷钻孔，扩大钻孔直径的同时冲洗钻孔壁的煤粉，使钻孔壁有更好的渗透性，由于该方法对于提高煤层透气性效果甚小，目前基本不再采用。开采解放层由于煤层赋存条件的限制，往往临近解放层厚度很小，难于开采，或者煤质较差，没有开采价值，甚至许多煤层没有临近解放层，使得该技术无法使用。水力割缝受设备的限制，使得该项技术的实施工艺复杂，难以在现场推广应用。

高瓦斯低透气性煤层的开采往往伴随着大量瓦斯的涌出，特别是随着煤炭生产的高效集约化和开采深度的增加，瓦斯的涌出量越来越大，瓦斯爆炸和瓦斯突出危险的威胁越来越严重，瓦斯灾害已经成为制约高效集约化开采技术发展和安全生产的最重要因素。因此，如何有效的解决高瓦斯煤层开采过程中瓦斯涌出的问题，对煤矿安全生产具有十分重要的意义。

中国专利公开号为CN101915085B，发明创造的名称为一种低透气性煤层瓦斯抽采方法。解决现有煤矿井下由于煤层透气性差而导致抽放效率低的问题。一种低透气性煤层瓦斯抽采方法，在井下施工定向钻孔穿透地面钻井的地面井压裂影响区，对地面井压裂影响区域煤层瓦斯进行抽采。

但是，现有的低渗透性煤层瓦斯抽采方法存在着抽采方式单一，抽采效率较低和安全性较差的问题。

因此，发明一种低渗透性煤层瓦斯高效抽采方法显得非常必要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种低渗透性煤层瓦斯高效抽采方法，以解决现有的低渗透性煤层瓦斯抽采方法存在着抽采方式单一，抽采效率较低和安全性较差的问题。一种低渗透性煤层瓦斯高效抽采方法具体包括以下步骤：

步骤一：煤场钻场的布置；

步骤二：钻场距离的测定；