[发明专利]井地联合掘进条带过巷道水平井分段压裂预抽瓦斯方法

说明书

本发明公开了一种井地联合掘进条带过巷道水平井分段压裂快速预抽瓦斯方法：步骤1，施工L型长水平井的一开井段，为垂直井段；步骤2，施工L型长水平井的二开井段，二开井段为垂直、造斜、水平三个井段；步骤3，制作三开人工井筒，施工L型长水平井的三开井段，三开井段为上倾式井段；步骤4，对三开上倾式井段分段射孔压裂并安装瓦斯抽采头。本发明改变了原有掘进条带瓦斯抽采方式，采用较为安全的地面施工方式，同时，能够节省井下底板岩巷和底板穿层孔的施工费用。

技术领域

本发明涉及煤矿区瓦斯预抽采技术领域，具体涉及井地联合掘进条带过 巷道水平井分段压裂预抽瓦斯方法。

背景技术

瓦斯作为影响煤矿安全采掘因素之一，尤其针对高瓦斯矿井，煤层掘进 之前，必须进行超前瓦斯预治理，以防止煤层掘进期间发生瓦斯突出或爆炸 等事故，造成严重生命与财产损失。煤层回采工作面正常掘进之前，需要形 成进风、回风及运输等巷道作为辅助，矿井在进行上述煤层巷道掘进条带施 工之前也需要针对掘进条带瓦斯超前治理。掘进条带瓦斯治理的速度与效果 对于煤层巷道掘进能否按计划正常施工至关重要，因此高效快速实现掘进条 带瓦斯治理尤为重要。现存有的煤矿瓦斯预抽采技术主要可分为两大类：地面水平井与分段压裂技术组合和井下长钻孔与分段压裂技术组合的瓦斯抽采 技术。

地面水平井与分段压裂技术组合的瓦斯抽采技术：首先通过在地面钻取 一口水平段较长且穿越开采煤层或顶板的水平井，然后在地面进行大规模的 分段压裂施工，以此提高煤层所富含瓦斯的解吸量、增透范围及增加瓦斯扩 散进入水平井段的通道数量，最后在地面安装瓦斯抽采设备进行瓦斯抽采。 该方法的优势主要在于地面作业空间较大，能够进行大规模的分段压裂施工， 压裂施工在沿采煤工作面各个方向上增透范围较大，能够有效减少采煤工作 面或顶板钻孔的布设数量。然而，通过该技术进行瓦斯抽采需要长时间的排 水工作，才能进行瓦斯气体抽采工作。

井下长钻孔与分段压裂技术组合的瓦斯抽采技术：首先通过在井下钻取 一个较长顺煤层或顶板孔，然后在井下进行分段压裂施工，以此提高煤层所 富含瓦斯的解吸量、增透范围及增加瓦斯扩散进入长钻孔的通道数量，最后 在井下安装瓦斯抽采设备进行瓦斯抽采。该方法的优势主要在于压裂施工结 束后能够形成井下负压抽采条件，无需等候长时间排水工作，就能够进行瓦 斯抽采工作。然而，该技术受制于井下作业空间较小，难以实施大规模的分 段压裂技术，压裂施工在沿采煤工作面各个方向上增透范围较小，因此需要在采煤工作面或顶板上适当增加钻孔的布设数量。

基于上述现有的两类煤矿瓦斯灾害超前治理方法不足，亟需研究一种能 够高效快速实现掘进条带瓦斯抽采的方法，以有效保障煤层巷道掘进按计划 正常施工。

发明内容

本发明的目的在于提供井地联合掘进条带过巷道水平井分段压裂预抽瓦 斯方法，以解决现有瓦斯抽采技术存在的需要长时间排水工作以及工作面各 方向增透范围小导致需要增加钻孔布设数量的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以解决：

一种井地联合掘进条带过巷道水平井分段压裂预抽瓦斯方法，具体步骤 如下：

步骤1，施工L型长水平井的一开井段，所述一开井段为垂直井段；

步骤2，施工L型长水平井的二开井段，二开井段为垂直、造斜、水平 三个井段，钻进至煤层顶板底部与已掘巷道于贯通点实现地面与井下连通， 下入二开技术套管与制作二开固井人工井底协同施工，利用纯水泥浆正循环 固井，水泥浆返至地面；

步骤3，制作三开人工井筒，施工L型长水平井的三开井段，三开井段 为上倾式井段；在已掘巷道内制作三开人工井筒，建立三开地面与井底正常 钻井泥浆循环，采用钻头钻取上倾式井眼，钻进至设计井深完钻，拆除已掘 巷道内三开人工井筒，下入三开生产套管与在已掘巷道内制作三开人工井口 协同施工，利用纯水泥浆正循环固井，水泥浆返至已掘巷道；