[发明专利]高瓦斯低透气性煤层区域性增加煤层透气性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及增加煤层透气性方法，尤其是一种适用于高瓦斯低透气性煤层下方赋存含水岩层的高瓦斯低透气性煤层区域性增加煤层透气性的方法。

背景技术

我国的大部分高瓦斯突出煤层透气性很低，不利于瓦斯抽采，在煤层抽采前需要进行煤层增透，改造煤层透气性，为煤层的瓦斯抽采创造条件。目前的增透技术主要包括层内技术和层外技术两大类，层内技术包括水力压裂、水力割缝、水力冲孔等增透技术，层外技术主要为保护层开采增透技术。

我国很多高瓦斯矿井的煤层顶底板位置都赋存有含水层。为防止突水事故的发生，在煤层开采前需要对含水层进行放水。在实践中发现通过对含水岩层放水，不仅消除了工作面水患，而且煤层的透气性也显著增大，煤层瓦斯抽采效果显著提高。

经分析，对煤层的邻近含水层进行放水后，煤层的透气性增加，其机理与保护层开采增加被保护层的透气性机理相同。保护层开采之后，由于岩层移动、应力降低、裂隙发育使得被保护层获得卸压增透效果。同理，含水岩层就好像保护层，含水岩层放水的过程相当于保护层开采的过程。水赋存在岩层中是占有空间的，岩层放水后在岩层内留出的空隙，为上部煤岩层的移动变形提供了空间，该空间相对于保护层工作面的采空区。两者的不同之处是放水后留下的空间有限，而保护层采空区很大，有利于上部岩层的移动变形。但是煤系地层中的含水层很厚，有些达几十米，因此对含水层放水后留下的空间可以使得上部煤层有一个足够的膨胀变形，为上部煤层的移动变形、应力降低和透气性增加提供足够的空间。

待含水岩层放水后，上部的煤层透气性显著增加，然后向煤层施工钻孔进行瓦斯抽采，可大幅度降低钻孔工程量和瓦斯抽采时间，且可以保证良好的瓦斯抽采效果。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对低透气性煤层底板赋存含水层条件，提供一种方法简单、操作方便、提高瓦斯抽采效果的高瓦斯低透气性煤层区域性增加煤层透气性的方法。

技术方案：本发明的高瓦斯低透气性煤层区域性增加煤层透气性的方法，包括如下步骤：

a.首先在高瓦斯低透气性煤层相对应的含水岩层下方施工至少一个岩石巷道； 

b.从岩石巷道中向含水岩层施工多个放水钻孔，钻孔直径不小于90mm，

c．放水钻孔施工结束后采用金属套管和水泥进行封孔，并在孔口安装控制阀门；

d. 在岩石巷道内设置水仓，并安装抽水泵，放水钻孔放出的水经过巷道底板的水沟流入水仓，定时进行排水；

e.随着对含水岩层的放水，使得邻近煤岩层的应力降低，邻近煤岩层内产生新的裂隙，迫使上部的高瓦斯低透气性煤层透气性增加，从而提高高瓦斯低透气性煤层的瓦斯抽采效果。

所述岩石巷道的位置应选择有利于岩层放水的位置，岩石巷道的断面不小于12m²；所述施工多个放水钻孔的钻孔间距根据含水岩层厚度和放水半径确定。

有益效果：由于采用了上述技术方案，进行煤层下方赋存含水岩层的高瓦斯低透气性煤层区域性煤层的增透，可提高煤层透气性300倍以上，抽采钻孔工程量减小三分之二以上，抽采时间虽短一倍以上。对于在煤层底板内赋存含水岩层的矿井，可从含水层的下部岩层中施工一条岩石巷道，从该巷道中向含水岩层施工放水钻孔，根据钻孔的放水半径确定钻孔间距。将岩层中的水排出后，可使得含水岩层及邻近煤岩层应力降低、裂隙发育，进而使得上部的煤层透气性增大，为煤层瓦斯抽采创造有利条件。本发明可以现在提高煤层透气性，为高瓦斯突出煤层瓦斯的高效抽采创造条件。其结构简单，操作方便，工程量小，效果好，具有广泛的实用性。

附图说明

图1为本发明岩层排水增加煤层透气性的方法示意图。

图中：1—高瓦斯低透气性煤层；2—含水岩层；3—岩石巷道；4—放水钻孔；5—裂隙；6—其他岩层。

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描述：

本发明的高瓦斯低透气性煤层区域性增加煤层透气性的方法，首先在高瓦斯低透气性煤层1相对应的含水岩层2下方施工至少一条岩石巷道3，根据现场实际情况确定，图1所示为一个岩石巷道3，在岩石巷道3内设置水仓，并安装抽水泵，所述岩石巷道3位置的应选择有利于岩层放水，巷道断面不小于12m²。然后从岩石巷道3中向含水岩层2方向施工不同角度的多个放水钻孔4，钻孔直径不小于90mm，所述施工多个放水钻孔4的钻孔间距根据含水岩层厚度和放水半径确定。放水钻孔4施工结束后需要采用金属套管和水泥进行封孔，在孔口安装控制阀门，可根据水量大小进行调节和关启。最后含水岩层2大面积放水后，需要从岩石巷道3向煤层1施工考察钻孔，进行煤层透气性的考察，为后期煤层中抽采钻孔的间距确定提供依据。多个放水钻孔4穿过其他岩层6进入含水层，放水钻孔放出的水经过巷道底板的水沟流入水仓，定时进行排水。随着对含水岩层2的放水，使得邻近煤岩层的应力降低，邻近煤岩层内产生新的裂隙5，迫使上部的高瓦斯低透气性煤层1透气性增加，从而提高高瓦斯低透气性煤层1的瓦斯抽采效果。