[发明专利]一种瓦斯抽采方法

说明书

技术领域

本发明涉及地质领域，特别是涉及一种瓦斯抽采方法。

背景技术

构造煤岩的“松软、破碎”特征，导致煤层中的钻孔成孔困难。钻孔过程中的垮塌、掉块、漏失、漏水、缩颈等复杂情况经常出现，常规的钻进方式常会出现卡钻、抱钻、埋钻等事故，至钻杆断裂、丢钻现象，导致钻孔深度不能达到设计的深度，出现抽采“盲区”，请参考图1。图1中，1表示采煤工作面开切眼，2表示抽采盲区，3表示本煤层抽采钻孔，4表示浅孔抽采钻孔，5表示回采巷道。

此外，在钻孔后，也无法保证钻孔的质量，在地应力作用下出现闭合，影响抽采效果，这是瓦斯抽采首先应当解决的技术难题。

对于低渗透煤层来说，钻孔有效抽采半径为孔径的10-15倍(经验数据)。100mm孔径的钻孔，其布孔间距一般在2-3m，因此，钻孔的工作量非常大。

发明内容

本发明的目的是提供一种可避免形成抽采盲区、钻孔工作量小的瓦斯抽采方法。

为解决上述技术问题，作为本发明的一个方面，提供了一种瓦斯抽采方法，包括以下步骤：步骤1，利用钻机形成钻孔，在钻机钻进的过程中首先采用第一套管，待钻孔的深度到达距离设计深度15-25米时停止钻进；其中，第一套管的管壁上设置有气孔；步骤2，将第一套管更换为管壁上无气孔的第二套管后继续钻进至设计深度；步骤3，在第二套管与钻孔的孔壁之间注入密封材料，并将注浆管通过密封材料封在第二套管和孔壁之间；步骤4，待密封材料凝固后，通过注浆管向第二套管与孔壁之间注入水泥浆；步骤5，待水泥浆凝固后，将第二套管与瓦斯抽采管连接，开始瓦斯抽采。

进一步地，第二套管上设置有分割器，水泥浆注入分割器与密封材料之间的位置。

进一步地，钻机采用反循环潜孔锤为钻进系统。

进一步地，钻孔的直径为80-600毫米。

进一步地，气孔为沿第一套管的轴向的方孔。

进一步地，方孔的宽度为5毫米，长度为100-200毫米。

进一步地，第一套管的周向分布有多个方孔，相邻两个方孔之间的间距为50毫米。

进一步地，气孔为圆孔。

进一步地，密封材料为膨胀性聚氨酯。

进一步地，方法还包括：通过钻机按步骤1至步骤5形成多个钻孔，多个钻孔之间的孔间距为该钻孔的孔径的20-30倍。

本发明将下部的套管改为带有割缝或孔眼的第一套管，可起到连通瓦斯抽采管与煤层的作用，使煤层中的瓦斯能够顺利抽采出来。采用这种方式，可以形成无垮塌深孔钻进，从而解决了松软煤层瓦斯抽中的抽采盲区问题。

附图说明

图1示意性示出了现有技术中的采煤工作面抽采空白带的示意图；

图2示意性示出了步骤1的示意图；

图3示意性示出了步骤2的示意图；

图4示意性示出了步骤3和4的示意图；以及

图5示意性示出了钻孔间距的示意图。

图中附图标记：1、钻孔；2、第一套管；3、第二套管；4、密封材料；5、注浆管；6、分割器；7、气孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

请参考图2至图4，本发明中的瓦斯抽采方法，特别地，提供一种可用于松软煤层深孔大孔径瓦斯抽采方法，该方法包括以下步骤：

步骤1，请参考图2，利用钻机形成钻孔1，在钻机钻进的过程中首先采用第一套管2，待钻孔1的深度到达距离设计深度15-25米时停止钻进；其中，第一套管2的管壁上设置有气孔7；优选地，钻机采用反循环潜孔锤为钻进系统，当然也可以其它方式钻进。

步骤2，请参考图3，将第一套管2更换为管壁上无气孔的第二套管3后继续钻进至设计深度。

步骤3，请参考图4，在第二套管3与钻孔1的孔壁之间注入密封材料4，并将注浆管5通过密封材料4封在第二套管3和孔壁之间。优选地，密封材料4为膨胀性聚氨酯，当然也可以采用其它的材料。特别地，密封材料4位于距离钻孔1的孔口约2-3米的位置处。

步骤4，待密封材料4凝固后，通过注浆管5向第二套管3与孔壁之间注入水泥浆。

步骤5，待水泥浆凝固后，将第二套管3与瓦斯抽采管连接，开始瓦斯抽采。

本发明将下部的套管改为带有割缝或孔眼的筛管(即第一套管)，可起到连通瓦斯抽采管与煤层的作用，使煤层中的瓦斯能够顺利抽采出来。采用这种方式，可以形成无垮塌深孔钻进，从而解决了松软煤层瓦斯抽中的抽采盲区问题。