[发明专利]井下瓦斯钻孔抽采的全生命周期管控方法

说明书

本发明公开了一种井下瓦斯钻孔抽采的全生命周期管控方法，包括如下步骤：S1.对煤层进行钻孔，并进行密封处理；S2.对钻孔内瓦斯进行抽采，获取抽采参数；S3.将效果指标值与指标值临界值进行比较分析；S4.将残余瓦斯含量与残余瓦斯含量临界值进行比较分析；S5.得到抽采达标半径在不同煤层原始瓦斯含量下随时间变化的曲线；S6.为煤层下一区域设置钻孔间距。本发明的一种井下瓦斯钻孔抽采的全生命周期管控方法，能够提高抽采各工艺环节的运行质量，实现钻孔抽采瓦斯的精细化管理。

技术领域

本发明涉及煤矿井下瓦斯抽采技术领域，具体涉及一种井下瓦斯钻孔抽采的全生命周期管控方法。

背景技术

瓦斯爆炸、突出等占煤矿安全事故的一半以上，瓦斯灾害治理是煤矿安全生产的重中之重。井下施工煤层预钻孔抽采瓦斯，可以有效降低煤层瓦斯含量，是防治瓦斯灾害事故的主要技术措施。一般进行瓦斯抽采的煤层必须先抽采瓦斯，而抽采效果达到标准要求后方可安排采掘作业，钻孔瓦斯抽采效果的好坏直接决定了能否有效消除煤矿瓦斯隐患，同时抽采效率的高低也影响着矿井抽掘采作业是否可以顺利接替。

受限于煤层地应力大、渗透率低、技术水平参差不齐等，我国煤矿抽采瓦斯浓度低、钻孔单孔流量小、钻孔服务寿命短等现象普遍存在，造成瓦斯抽采率长期处于较低水平，煤炭回采过程中瓦斯涌出量大幅增加，矿井通风压力增大，使得先进产能得不到有效释放，限制了矿井的安全高效生产。因此，保障钻孔高质量抽采瓦斯对于煤矿安全高效生产至关重要。

井下钻孔抽采瓦斯是一项系统性的周期工程，按时间先后包括工程设计、钻孔施工、钻孔封孔、负压抽采以及抽采效果评价等众多工艺环节，每一环节均对瓦斯抽采效果有着直接影响。但是目前钻孔抽采的设计、管理方式粗放，必要的量化测评、钻孔维护方法缺失，导致钻孔长期处于故障状态，有效抽采时间无法保障，瓦斯治理效果差、效率低，难以满足煤矿安全高效生产的需求。

因此，为解决以上问题，需要一种井下瓦斯钻孔抽采的全生命周期管控方法，能够提高抽采各工艺环节的运行质量，实现钻孔抽采瓦斯的精细化管理。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供井下瓦斯钻孔抽采的全生命周期管控方法，涵盖了钻孔的设计、密封、抽采和效果评价的整个过程，能够提高钻孔抽采瓦斯各工艺环节的运行质量，实现钻孔抽采瓦斯的精细化管理。

本发明的井下瓦斯钻孔抽采的全生命周期管控方法，包括如下步骤：

S1.在确定的钻孔位置对煤层进行钻孔，钻孔完成后对钻孔进行注浆密封；

S2.采用负压对钻孔内的瓦斯进行抽采，并采集抽采参数，其中，抽采参数包括抽采流量、抽采浓度以及抽采达标半径变化值；

S3.根据抽采参数计算钻孔抽采单元的抽采效果指标值，将抽采效果指标值与抽采达标临界值进行比较，如果抽采效果指标值大于或等于抽采达标临界值，则进入步骤S4；

S4.测量钻孔抽采单元内煤层的残余瓦斯含量，并将测得的残余瓦斯含量与残余瓦斯含量临界值进行比较，如果残余瓦斯含量小于残余瓦斯含量的临界值，则钻孔抽采单元的抽采效果达标，则进入步骤S5；

S5.将抽采效果达标的钻孔抽采单元中钻孔的抽采达标半径变化值与抽采时间进行拟合，得到抽采达标半径在不同的煤层原始瓦斯含量下随时间变化的曲线；

S6.在煤层下一个目标区域划分钻孔抽采单元，根据抽采达标半径在不同的煤层原始瓦斯含量下随时间变化的曲线确定该目标区域的钻孔抽采单元的钻孔间距，并按照步骤S1-S5进行操作。

进一步，步骤S6中，以钻孔抽采单元内预抽采时间最小的钻孔的抽采达标半径的2～2.5倍作为该钻孔抽采单元的钻孔间距。

进一步，步骤S1中，钻孔完成后，根据如下步骤确定合理的钻孔封孔深度：