[发明专利]一种提高穿层钻孔瓦斯抽采浓度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及提高瓦斯抽采浓度的方法，尤其是一种以孔群方式布置的穿层钻孔长期预抽煤层瓦斯后提高瓦斯抽采浓度的方法。

背景技术

穿层钻孔预抽煤层瓦斯是防治煤与瓦斯突出所采取的主要措施之一，但由于瓦斯抽采周期过长，造成矿井采掘接替紧张。为了提高预抽煤层瓦斯的效果，我国多数突出矿井多采用高负压、大流量抽采系统，这样势必造成漏气量增加，瓦斯抽采浓度降低，这样不仅没有相对缩短瓦斯抽采周期，缓解采掘接替紧张的问题，反而使瓦斯抽采泵站抽采浓度低于30％，从而达不到《煤矿安全规程》规定的瓦斯利用条件而将瓦斯排空。而瓦斯又是一种温室气体，它的危害是CO₂的21倍。

穿层钻孔预抽煤层瓦斯的抽采周期一般在一年以上，在这期间穿层钻孔不可避免地受到地应力的影响，从而使穿层钻孔周边的裂隙开始发育、扩张、沟通，最终造成外界空气在抽采负压的作用下易从这些裂隙漏风通道进入抽采钻孔内，从而导致瓦斯抽采浓度下降，缩短了抽采钻孔的有效抽采寿命，降低了钻孔的利用率。目前，国内外有关单位还没开展穿层钻孔瓦斯抽采过程中有效提高瓦斯抽采浓度方面的研究。

发明内容

本发明目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种能有效封堵穿层钻孔周围裂隙漏风通道从而大幅度提高瓦斯抽采浓度的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案步骤如下：

a.当穿层钻孔瓦斯抽采浓度低于30％时，在瓦斯抽采穿层钻孔孔群的周围施工若干外围小孔，在穿层钻孔孔群的内部施工至少一个内部小孔；

b.将约为1～3m长的粉料输送管装入外围小孔和内部小孔内，孔口用聚氨酯封孔剂密封；

c.通过井下压风系统，将微细粉料分别经粉料输送管吹入内部小孔和外围小孔内，此时微细粉料在井下压风系统的正压和瓦斯抽采的负压共同作用下，进入每个穿层钻孔周围的裂隙漏风通道。

所述的内部小孔和外围小孔的开孔位置分别与穿层钻孔的间距为300～1200mm；所述的内部小孔和外围小孔施工的轴向方向与穿层钻孔轴向方向不相交，成5～20°的锐角；所述的内部小孔和外围小孔的孔径为Φ28mm～Φ56mm；所述的内部小孔的孔深比穿层钻孔的封孔深度短1～3m；所述的外围小孔的孔深比穿层钻孔的封孔深度长1～3m。

本发明的有益效果：

(1)采用在穿层钻孔周围布置内部小孔和外围小孔的方式，能够有效沟通穿层钻孔周围的裂隙漏风通道；

(2)微细粉料在井下压风系统的正压与瓦斯抽采系统的负压共同作用下，进入穿层钻孔周围的裂隙漏风通道，增加巷道中风流在裂隙漏风通道中的流动阻力，进而阻隔外界空气的导入；

(3)当穿层钻孔瓦斯抽采浓度衰减到一定程度后，通过采用这种方法，可使瓦斯浓度提高25％以上，从而使煤层瓦斯预抽率提高30％以上，相对缩短瓦斯预抽期3个月以上；

(4)平均每个钻孔可多抽瓦斯约1000m³，瓦斯收益按1.5元/m³计算，则单个钻孔直接创造利润为1500元；

(5)有效地利用了瓦斯资源，促进煤矿安全生产，减少温室气体排放，保护环境意义重大。

附图说明

图1是本发明的钻孔布局示意图；

图2是本发明的钻孔开孔布置平面示意图。

图中：1-穿层钻孔，2-内部小孔，3-外围小孔，4-粉料输送管，5-聚氨酯封孔剂，6-微细粉料，7-裂隙漏风通道，8-煤层，9-岩巷。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的说明：

图1所示，首先在需要进行瓦斯抽采的煤层8区域附近的岩巷9内布设穿层钻孔1的位置，层钻孔1的数量根据现场实际情况确定，以图2所示的局布开孔孔位布置为例，间隔布设二排二列四个穿层钻孔1的孔位，向着煤层8的方向逐一施工直径为Φ75mm～Φ95mm的各穿层钻孔1，当穿层钻孔1穿透煤层8时停止钻进，抽出钻杆安装抽采管并进行封孔，封孔深度为6～10m；将各抽采管连接抽采系统进行抽采。