[发明专利]一种穿层钻孔过瓦斯煤层实现预定煤层瓦斯抽采方法

说明书

本发明公开了一种穿层钻孔过瓦斯煤层实现预定煤层瓦斯抽采方法，目标是在已开采15号煤层向上穿层钻孔过含瓦斯14、13号煤层至高瓦斯9号煤层，分两段进行14、13号和9号煤层瓦斯高效抽采。主要包括如下步骤：使用钻机钻孔，上下封隔器进行14、13号煤层封孔，液氮泡沫加砂冲裂14、13号煤层，卸压抽采14、13号煤层瓦斯，解除14、13号煤层封隔器封孔，对9号高瓦斯煤层进行上、下封隔器封孔，液氮泡沫加砂冲裂9号煤层，卸压抽采9号煤层瓦斯。本发明能够实现煤矿井下多煤层的瓦斯分段抽采，提升煤矿瓦斯抽采效果，提高瓦斯抽采率，保证煤矿安全生产，避免资源浪费，实现煤矿瓦斯抽采的安全、高效。

技术领域

本发明主要涉及煤矿井下瓦斯抽采领域，具体涉及到一种穿层钻孔过瓦斯煤层实现预定煤层瓦斯抽采方法，适用于煤矿井下钻孔分段抽采不同煤层的瓦斯，实现预定煤层瓦斯的高效抽采。

背景技术

目前，我国煤矿总体瓦斯抽采效果不佳，具体表现为瓦斯抽采率低，既不利于煤矿安全生产，又造成了大量资源的浪费。2020年我国重点煤矿的抽采率仅为40％左右，导致我国煤矿瓦斯抽采率低的原因来自两个方面：一方面是客观原因，煤层透气性低，且煤层较软，瓦斯抽采难度大，严重影响抽采效果；另一方面是主观原因，主要表现为抽采时间短，钻孔工程量不足，封孔质量差，抽采方法单一，抽采系统不匹配和管理不到位。

本发明能够在煤矿井下钻孔抽采多段煤层瓦斯，增加了煤层透气性，抽采时间更长，封孔效果优良，抽采方法新颖，大大增加了煤矿瓦斯抽采率的同时，保证了煤矿瓦斯工程量缩小，工序简化，实现煤矿瓦斯抽采的高效进行。

发明内容

本发明针对煤矿瓦斯抽采效果不佳，瓦斯抽采率低，影响煤矿安全生产、资源浪费等问题，提出了一种穿层钻孔过瓦斯煤层实现预定煤层瓦斯抽采方法，旨在提高煤矿瓦斯的抽采效果，提高瓦斯抽采率，保证煤矿安全生产，避免资源浪费，实现煤矿瓦斯抽采的高效进行。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：本发明公开了一种穿层钻孔过瓦斯煤层实现预定煤层瓦斯抽采方法，目标是在已开采的15号煤层向上穿层钻孔过含瓦斯14、13号煤层至高瓦斯9号煤层，分两段进行14、13号和9号煤层瓦斯的高效抽采；主要包含如下步骤：使用钻机钻孔，上下封隔器进行14、13号煤层封孔，液氮泡沫加砂冲裂14、13号煤层，卸压抽采14、13号煤层瓦斯，解除14、13号煤层封隔器封孔，对9号高瓦斯煤层进行上、下封隔器封孔，液氮泡沫加砂冲裂9号煤层，卸压抽采9号煤层瓦斯。

一种穿层钻孔过瓦斯煤层实现预定煤层瓦斯抽采方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、使用钻机向上钻倾角为75°的上向钻孔依次穿过含瓦斯的14、13号邻近煤层直达高瓦斯的9号煤层顶板上方1m处，钻孔直径为91mm，待钻孔完成后，收回钻机。

步骤二、在13号煤层顶板上方1m处和14号煤层底板下方1m处，各使用一个直径为91mm的封隔器对上向钻孔进行封孔，使用液体对封隔器进行充压，封隔强度达20MPa以上，封隔钻孔。

步骤三、根据煤层瓦斯赋集程度选择直径为30～60mm的两用高压管，与下封隔器相连，并出露50mm左右，采用液氮泡沫加砂冲裂法，将两用高压管和高压泵相连，连接处安装压力表和阀门，注入高压液进行压裂14、13号煤层，裂隙呈树根状，待压裂至满足瓦斯抽采要求后，回转阀门进行回液卸压，待回液完成后，关闭阀门，撤去高压泵。

步骤四、将两用高压管与瓦斯抽采管连接，在连接处设置流量计和阀门，检查气密性良好后，实行卸压抽采斯，并时刻监测流量计瓦斯浓度显示，当14、13号煤层瓦斯抽采浓度低于0.5％以下时，关闭阀门，停止抽采。

步骤五、将14、13号煤层处封隔器卸压，抽回封隔器中液体，将上封隔器送至9号煤层顶板上方1m处，下封隔器送至9号煤层底板下方1m处，充压封孔。

步骤六、与步骤三煤层冲裂法相同，对9号煤层进行冲裂。