[发明专利]深井高瓦斯压力揭煤区的地面钻井掏煤辅助消突方法

说明书

本发明公开了深井高瓦斯压力揭煤区的地面钻井掏煤辅助消突方法，包括以下步骤：S1、施工一口多底定向井工艺：在深井高瓦斯压力揭煤区的地面进行掏煤钻井，所述一口为主井段，所述多底定向井包括六个分支井段；S2、瓦斯抽采：将六个分支井段分别与地面负压系统连接，最大限度抽采煤层瓦斯；S3、瓦斯抽采结束后，先分别对六个分支井段进行水泥封孔，再对主井段进行水泥封孔；S4、井下验证：在六个分支井段周边布置7个验证孔，测定最大瓦斯含量；本发明采用“一口多底定向井，六个分支井段”方法后，提高了钻孔施工进度，提升了抽采效果，缩短打钻和抽采时间，从而实现深井高瓦斯压力揭煤区安全快速高效揭煤。

技术领域

本发明涉及地下煤层深井揭煤技术领域，具体为深井高瓦斯压力揭煤区 的地面钻井掏煤辅助消突方法。

背景技术

大多数煤矿都是由多水平煤层所构成的，需要采用群开采技术对其进行 开采。具体地，在工程上，一般先挖掘一立井，再逐一对所述多水平煤层的 每一煤层进行“揭煤”，进而建立巷道以进行对煤层的开采。所谓“揭煤”，是指 在立井掘进过程中使得原本掩盖在岩层之下的煤层暴露的过程。

当立井向下掘进到一定的深度时(特别是超过一千米时)，将要进行“揭煤” 的煤层一般都具有瓦斯压力和水压力都较大的特征，具有这种特征的煤层被 称为“突出性煤层”，这其中当然也有少数煤层不是“突出性煤层”，由于“突出 性煤层”中的瓦斯压力和水压力都较大，因此在对“突出性煤层”进行“揭煤”操 作时多存在“煤与瓦斯突出”危险。所谓“煤与瓦斯突出”是煤矿生产和掘进过程 中一种复杂的自然灾害，是一种伴有声响和猛烈力能效应的地质动力现象， 它能在极短的时间内(多则数分钟内，少则数秒内)由煤体向井巷突出大量的煤 炭并涌出大量的瓦斯，并使井巷充满瓦斯与煤炭抛出物，能摧毁井巷设施， 破坏矿井巷通风系统，造成人员窒息，甚至引发瓦斯爆炸，是严重威胁煤矿 安全生产的地质灾害之一。

某矿在-730～-960m联络斜巷(下段)4-1煤原始瓦斯压力3.1Mpa、原始 瓦斯含量9.27m³/t，在前探测压钻孔、区域措施孔施工过程中多次发生强喷孔 现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：如何解决前探测压钻孔、区域措施孔 施工过程中多次发生强喷孔现象的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：深井高瓦斯压力揭煤 区的地面钻井掏煤辅助消突方法，包括以下步骤：

S1、施工一口多底定向井工艺：在深井高瓦斯压力揭煤区的地面进行掏 煤钻井，所述一口为主井段，所述多底定向井包括六个分支井段；

S2、瓦斯抽采：将六个分支井段分别与地面负压系统连接，最大限度抽 采煤层瓦斯；

S3、瓦斯抽采结束后，先分别对六个分支井段进行水泥封孔，再对主井 段进行水泥封孔；

S4、井下验证：在六个分支井段周边布置7个验证孔，采用瓦斯含量直 接测定方法对钻孔的掏煤区域消突效果进行验证，测定最大瓦斯含量。

本发明采用“一口多底定向井，六个分支井段”方法后，提高了钻孔施工进 度，提升了抽采效果，缩短打钻和抽采时间，从而实现深井高瓦斯压力揭煤 区安全快速高效揭煤，且本发明在使用辅助消突工程施工前，井下抽采钻孔 抽采浓度最大35.4％、抽采纯量最大1.14m³/min，辅助消突工程施工后，井下 抽采钻孔抽采浓度最大56％、抽采纯量最大3.7m³/min，抽采效果提升显著。

优选地，所述一口多底定向井工艺包括以下步骤：

S1.1、定向钻井：采用定向钻井技术进行钻井施工，建立地面与巷道揭煤 消突区域的通道；

S1.2、机械扩孔：通过不同尺寸的机械扩孔钻头逐级扩大洞穴体积，提高 卸压效果；