[发明专利]一种煤矿井瓦斯地上地下联合抽采方法

说明书

本发明涉及一种煤矿井瓦斯地上地下联合抽采方法，包括以下步骤：S100：从地面向地下开挖瓦斯抽采竖井，四个竖井排成一个正方形，若干个正方形组成正方形矩阵，此为瓦斯开采区域；S200：将振动装置放入每个竖井对应采煤层的区域，在竖井周边对应振动装置的深度布设若干个微震检测设备，地上的控制器通讯连接并控制所有振动装置和微震检测设备；S300：利用振动装置对采煤层进行振动，用于振动泄压增透瓦斯；S400：将振动装置抽离出竖井，在竖井及采煤层安装抽采装置，进行排水采气；S500：在地下采煤层沿水平方向设置瓦斯抽放孔，并进行负压抽采；S600：采煤层采煤完成后形成采空区，再利用竖井进行采空区的瓦斯抽采。

技术领域

本发明属于煤矿井瓦斯开采技术领域，具体涉及一种煤矿井瓦斯地上地下联合抽采方法。

背景技术

煤矿与瓦斯资源相生相伴，煤层气（瓦斯）是优质清洁的能源矿产和化工原料，发利用瓦斯资源将带来保护环境，保障煤矿安全生产，改善能源结构三方面的效益。我国煤矿开采技术已经比较成熟，然而对于瓦斯上开采利用还有待提高。随着煤矿生产规模的不断扩大，开采深度逐年加深，多数煤矿将转入高瓦斯低透气性煤层的开采，尤其是高瓦斯突出矿井，瓦斯涌出量大，瓦斯灾害严重。

我国多数煤层瓦斯储层自身的渗透率低、吸附强、煤层瓦斯解吸速度缓慢，使得煤层瓦斯解吸及其在煤层中的运移十分困难，造成矿井瓦斯抽采集中度低，钻孔工程量巨大，投入费用较高，抽采效率低，这都是迫切需要解决的现实难题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种煤矿井瓦斯地上地下联合抽采方法，将瓦斯抽采作为一个综合性的耦合系统进行研究，通过研究煤层增透机理及增透方法，采用地面钻孔，并配合振动增透以提高煤层气（瓦斯）的透气性，促进瓦斯快速高效解吸，地面、井下联合抽采的方式实现煤矿瓦斯高效抽采，缩短抽采达标时间，降低抽采工程费用，提高瓦斯抽采资源量和抽采效率，提升煤矿井下瓦斯抽采技术水平，确保煤层瓦斯含量降低到规定值以下，促进煤矿安全生产。

所述煤矿井瓦斯地上地下联合抽采方法，包括以下步骤：

S100：从地面向地下开挖瓦斯抽采竖井，四个竖井排成一个正方形，若干个正方形组成正方形矩阵，此为瓦斯开采区域；

S200：将振动装置放入每个竖井对应采煤层的区域，在竖井周边对应振动装置的深度布设若干个微震检测设备，地上的控制器通讯连接并控制所有振动装置和微震检测设备；

S300：利用振动装置对采煤层进行振动，用于振动泄压增透瓦斯；

S400：将振动装置抽离出竖井，在竖井及采煤层安装抽采装置，进行排水采气；

S500：在地下采煤层沿水平方向设置瓦斯抽放孔，并进行负压抽采；

S600：采煤层采煤完成后形成采空区，再利用竖井进行采空区的瓦斯抽采。

可选的，步骤S100中，四个竖井排成的正方形的边长为180-200m。

可选的，所述竖井为二开井身结构，竖井上部的一开井身直径为300-320mm，下部的二开井身直径为200-220mm，竖井下部作为地面振动增透和后期瓦斯的抽采孔。

可选的，步骤S200中，所述微震检测设备设在振动装置的前后左右四个方向，且距离振动装置90-100m，即两个振动装置之间设一个微震检测设备。

可选的，步骤S300中，所述振动装置包括地上部分和地下部分，地上部分包括依次连接的CO₂气罐和气泵，地下部分为若干个憋压装置和高压气管，CO₂气罐、气泵和高压气管依次连接，憋压装置设在高压气管内；

所述气泵和憋压装置连接电源和控制器，CO₂气罐储存高浓度CO₂；