[发明专利]碎软煤层水平井空气掏煤成巷充填支护抽采瓦斯消突方法

权利要求书

1.一种碎软煤层水平井空气掏煤成巷充填支护抽采瓦斯消突方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：在碎软煤层中施工L型水平井，L型水平井设计三开井身结构，其采用高性能护壁泥浆，确保水平段的长度满足设计要求；对表层套管、技术套管进行固井，三开预留前端一段裸眼孔眼以便后续进行第一段的空气动力造穴施工，其余水平孔眼段下入易锻铣材料套管进行护孔，三开套管不固井；

步骤二：在水平井筒中下入带有锻铣钻头的注气管柱；

步骤三：对水平井筒前端的裸眼的井段进行高压空气动力掏煤造穴作业，以形成前端的洞穴；

步骤四：从注气管柱中注入高孔隙、高渗透率材料对洞穴进行限量充填，充填后巷道状充填体的上部形成有未充填空腔，以有利于后期排采过程中洞穴周边碎软煤层进一步垮塌卸压，又有效防治了洞穴的堵塞；

步骤五：利用注气管柱前段的锻铣钻头进行后退式磨铣，以对一定长度的易锻铣材料套管进行磨铣，将计划掏穴段的煤层裸露出来；

步骤六：对被磨铣掉一定长度易锻铣材料套管的裸井段进行高压空气动力掏煤造穴作业；

步骤七：从注气管柱中注入材料对空气掏出的洞穴再次进行限量充填；

步骤八：重复步骤五-步骤七，直到逐步完成整个水平井在煤层水平段的易锻铣材料套管的磨铣、高压空气动力掏煤造穴和限量充填支护作业；

步骤九：水平段施工完毕后提出带有锻铣钻头的注气管柱；

步骤十：在充填物全部凝固后，重新从水平井口下入钻具沿着形成的巷道状充填体施工水平井，形成新的水平井井筒，施工完成后提出钻具。

2.如权利要求1所述的碎软煤层水平井空气掏煤成巷充填支护抽采瓦斯消突方法，其特征在于：还包含步骤十一：在水平井口安装地面负压抽采装置负压抽采瓦斯。

3.如权利要求1所述的碎软煤层水平井空气掏煤成巷充填支护抽采瓦斯消突方法，其特征在于：所述高压空气动力掏煤造穴作业包括替水、试压、注气蹩压、放喷和返排。

4.如权利要求1所述的碎软煤层水平井空气掏煤成巷充填支护抽采瓦斯消突方法，其特征在于：所述高压空气动力掏煤造穴作业利用地面空压机、增压机以及地面管汇系统，将空气通过注气管柱注入井内，把井内液体全部排出，利用注气蹩压造成井筒的裸露煤层及其周围出现应力集中现象；然后通过快速放喷卸压，引起应力瞬间释放，造成剧烈的煤储层激动，一方面使井筒附近的煤层结构受到一定程度的破坏，产生坍塌和剥落，部分剥落的煤粉裹挟于高速气体中喷出地面，形成洞穴，另一方面进入煤层裂隙的气体由于压力激荡，将携带出裂隙中的煤粉，疏通裂隙通道，同时使原有的裂隙系统得到扩大和延伸；最后利用空压机压风返排，将其余脱落的煤粉或煤粒返排至地面。

5.如权利要求3所述的碎软煤层水平井空气掏煤成巷充填支护抽采瓦斯消突方法，其特征在于：替水是指将水平井筒内存在的混合液体通过压风排水排出井口。

6.如权利要求3所述的碎软煤层水平井空气掏煤成巷充填支护抽采瓦斯消突方法，其特征在于：试压是指注气蹩压前通过空压机、增压机检查地面管汇、防喷器密闭性确定满足施工需求。

7.如权利要求3所述的碎软煤层水平井空气掏煤成巷充填支护抽采瓦斯消突方法，其特征在于：注气蹩压是指注入高压空气直到达到设计压力值，并控制井口压力保持不变，稳定一定时间。

8.如权利要求3所述的碎软煤层水平井空气掏煤成巷充填支护抽采瓦斯消突方法，其特征在于：放喷是指蹩压时间达到设计时间后，通过井口进行快速放气卸压，利用高速气体将部分剥落的煤粉携带出地面的过程。

9.如权利要求3所述的碎软煤层水平井空气掏煤成巷充填支护抽采瓦斯消突方法，其特征在于：返排是指通过压风返排，将垮落在井筒内的煤粉或煤粒返排至地面的过程。