[发明专利]一种采煤工作面瓦斯快速抽采方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤层瓦斯气抽采方法，尤其是一种采煤工作面瓦斯快速抽采方法。

背景技术

煤层瓦斯是一种洁净能源，但对煤矿生产而言更是一种灾害源。我国的煤炭赋存地质条件复杂，主要依靠地下开采，随着开采深度的增加，煤层瓦斯含量逐渐增加，煤层瓦斯压力增大，突出的危险性增高，防突难度越来越大。现有采煤工作面瓦斯抽采是分别通过运输巷和回风巷内在本煤层中打顺层钻孔进行抽采。由于在松软的突出煤巷掘进中钻孔往往会出现塌孔、喷孔、夹钻和顶钻现象，甚至会引起煤与瓦斯突出，导致钻孔距离短，所钻的孔不成形、抽放及卸压覆盖范围小，掘进速度慢。特别是重庆地区所属煤矿煤层大多为松软煤层，具有煤层硬度低、瓦斯含量高、透气性差的特点，其相邻钻孔孔距通常在2～5米，钻孔布设密度大，钻孔数量多，钻孔和抽采连接工作量大，其缺陷和不足显得尤为突出。为此，需要对现有煤层瓦斯抽采方式进行改进。

发明内容

本发明的目的是针对现有的煤层抽采技术的不足，提供一种采煤工作面瓦斯快速抽采方法，以减少钻孔数量，提高抽采率，确保采煤工作的安全性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种采煤工作面瓦斯快速抽采方法，包括以下步骤：

a、在煤层底板内沿煤层走向掘进一底抽巷，底抽巷壁面距煤层距离大于或等于10米；

b、在该底抽巷内形成多个伸入煤层的压裂钻孔，多个压裂钻孔沿底抽巷深度方向分布，相邻压裂钻孔在进入煤层处的中心距为30～50米；

c、在压裂钻孔内置入压裂管组，并在压裂钻孔的岩石层孔壁段形成满足压裂密封要求的封孔段，且该封孔段长度大于或等于10米；

d、将压裂管组通过管件与压裂泵组连接，并通过压裂泵组和压裂管组对所述煤层进行水力压裂；

e、拆除压裂管组与压裂泵组的连接管件，将压裂钻孔与煤矿井下瓦斯抽采系统连接，进行煤层瓦斯抽采；

g、在该底抽巷内形成多个伸入煤层的抽采孔，多个抽采孔沿底抽巷的上部周向和深度方向分布，任一抽采孔与相邻的抽采孔或压裂钻孔在进入煤层处的中心距为5～8米；

g、在抽采孔置内入抽采管，并对抽采孔按抽采密封要求进行封孔；

h、将全部抽采孔与煤矿井下瓦斯抽采系统连接，持续进行煤层瓦斯抽采，直至煤层瓦斯含量符合安全掘进标准。

采用上述技术方案的本发明，通过在煤层底板内设置底抽巷和对煤层进行压裂钻孔和瓦斯抽采孔，其钻孔数量远少于顺层孔的钻孔数量，其工作量小，且压裂钻孔和瓦斯抽采孔由岩层穿如煤层，其卡钻几率远小于钻顺层孔，钻孔效率高。同时，多个穿层钻孔在煤层内形成点阵式布置，通过水力压裂可有效提高煤层的透气性能，从而有效提高抽采率，确保采煤工作安全性。同时，瓦斯抽采和水力压裂管线均通过底抽巷布设，可将巷道掘进的瓦斯气预抽与煤层气抽采工作合二为一，节省内层开采准备时间，提高采煤效率。

本发明中，在钻压裂钻孔时，选择在底抽巷上部适当位置钻进，以确保封孔段不仅位于岩石层上，而且其长度也不小于10米。任一压裂钻孔既可设在底抽巷上部的任意一侧，相邻的两压裂钻孔最好在底抽巷上部形成交错分布，以提高煤层压裂的增透效果。

本发明中，根据煤层瓦斯抽采需要，也可在所述底抽巷的同一截面上布设多个穿层钻孔中的数个，进一步提高采煤效率，缩短瓦斯总抽采时间。

优选的，所述底抽巷具有圆弧形拱顶。利用圆形弧顶的稳定性结构提高底抽巷内作业的安全性，同时，方便布设压裂泵组、抽采系统和人员活动，以提高抽采效率。

优选的，所述压裂钻孔直径为95mm～120mm。以方便采用现有尺寸规格的钻头钻孔，并确保压裂和抽采的方便性，降低抽采成本，提高抽采效率。

本发明与现有技术相比的有益效果是，钻孔数量少、抽采效率高，巷道掘进和采煤工作安全，采煤效率高。

附图说明

图1是本发明方法中压裂钻孔4及抽采孔7与底抽巷3横向截面的关系示意图。

图2是本发明方法中压裂钻孔4及抽采孔7与底抽巷3纵向截面的关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施范围之中。

参见图1、图2，一种采煤工作面瓦斯快速抽采方法，包括以下步骤：

a、在煤层底板1内沿煤层2走向掘进一具有圆弧形拱顶的底抽巷3，底抽巷3壁面距煤层2距离大于或等于10米；