[发明专利]水射流密集梳状钻孔式待掘巷煤层瓦斯消突预抽治理方法

说明书

一种水射流密集梳状钻孔式待掘巷煤层瓦斯消突预抽治理方法，其包括如下步骤：步骤一：施工形成定向长钻孔，步骤二：施工形成水射流密集梳状钻孔，步骤三：封孔抽采瓦斯。本发明利用在煤矿井下待掘巷道底板施工极小半径水射流密集梳状分支钻孔，减少了单个分支孔的钻孔深度，大大增加了分支孔的数量，提高了定向长钻孔的煤层增透和瓦斯抽放效果，实现了待掘进巷道煤层瓦斯预抽消突目的，保障了煤层巷道安全掘进。

技术领域

本发明涉及煤层瓦斯治理的技术领域，尤其涉及一种水射流密集梳状钻孔式待掘巷煤层瓦斯消突预抽治理方法。

背景技术

随着我国煤炭开采深度的增加，地应力、瓦斯梯度、瓦斯含量及瓦斯涌出量不断增大，高瓦斯矿井和突出矿井也不断增多，发生煤与瓦斯突出和瓦斯超限的频率和强度也日益增大，因此井下煤巷掘进中必须做好防治煤与瓦斯突出和瓦斯超限措施。采用钻孔预抽瓦斯是治理瓦斯突出和超限的有效手段，目前对于待掘进煤巷瓦斯的治理主要采用的方法是，先在煤巷底板岩层施工瓦斯抽采岩巷，再在抽采巷内向待掘煤层施工穿层钻孔抽采瓦斯从而实现消突及预抽的目的；也有沿待掘巷道煤层施工顺层定向长钻孔或沿待掘巷道煤层顶底板施工定向梳状钻孔预抽瓦斯的措施。利用抽采巷施工穿层钻孔预抽瓦斯的效果最好，但施工周期长且成本高昂；利用煤层顺层定向长钻孔预抽瓦斯的经济性和周期性均较好，但面临的主要问题是高瓦斯或突出矿井的煤层较破碎，施工的定向长钻孔容易在高地应力和高瓦斯压力下发生塌孔甚至发生卡埋钻事故，从而极大影响抽采防突效果；利用煤层顶底板定向梳状钻孔进行预抽虽能一定程度避免主孔事故，但存在分支钻孔数量有限，且整孔煤层钻遇率低，抽采效果难以保障的问题。

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，研究设计出一种水射流密集梳状钻孔式待掘巷煤层瓦斯消突预抽治理方法，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水射流密集梳状钻孔式待掘巷煤层瓦斯消突预抽治理方法，其操作方便，能有效提高分支钻孔数量和分支孔煤层钻遇率，降低钻孔事故率，节省底板抽采巷，同时确保钻孔覆盖到位。

为解决上述问题，本发明公开了一种水射流密集梳状钻孔式待掘巷煤层瓦斯消突预抽治理方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：施工形成定向长钻孔，其包含如下子步骤：

a.确定定向长钻孔的位置，根据待开掘巷道区域地层资料确定定向长钻孔的位置，所述开掘巷道区域地层资料包含已探测的煤层顶板、待掘巷道煤层和煤层底板，所述定向长钻孔位于煤层底板中，所述定向长钻孔的延伸方向与待掘巷道煤层的方向相同；

b.定向长钻孔开孔：根据步骤a中定向长钻孔的确定，在施工钻场确定开孔点，通过回转钻进方法开孔后提出孔内钻具；

c.定向长钻孔的定向钻入；

d.定向长钻孔的扩孔，在钻机上连接扩孔钻具，采用回转钻进方法进行分级扩孔，扩孔完成后停止钻进，将孔内钻具提出孔外终孔；

步骤二：施工形成水射流密集梳状钻孔，其可包含如下子步骤：

a.确定定向长钻孔中射流的多个间隔设置的分支点和从各分支点横向呈扇面向待掘巷道煤层按角度间隔设置的多个疏状钻孔；

b.下入定位转向装置；

c.下入射流钻具；

d.单分支点的各疏状钻孔钻进，打开高压泵给射流钻具提供高压水源，完成一个疏状钻孔后把射流钻具提回钻杆内，旋转一定方位角继续按继续另一疏状钻孔的钻入步骤，如此反复后完成一个分支点的各疏状钻孔钻孔；

f.多分支点的钻进：当一个分支点的疏状钻孔钻进完成后，把定位转向装置提离孔底一定距离继续施钻下一个分支点的疏状钻孔；

g.提钻终孔；