[发明专利]水平井卸压抽采方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用地面井预抽采下组煤瓦斯的新型抽采方式，具体为一种水平井卸压抽采方法。

背景技术

晋煤集团在晋城区块内采用地面井抽采技术对主采3#煤层瓦斯，取得了较好的抽采效果，地面瓦斯抽采技术处于国内领先的水平。为实现矿井的合理配采，必须超前实现下组煤的预抽采。

从初步掌握沁水煤田下组煤（以9#煤、15#煤为主）的瓦斯抽采基础数据看，相对于上组煤（3#煤层）而言，下组煤瓦斯含量更高，瓦斯压力更大，对矿井的瓦斯威胁更严重，但下组煤的可抽性和抽采难度更大，抽采的时间更有限。

为解决上述技术问题，确有必要研究新的抽采方式对下组煤进行超前预抽采，为下组煤的瓦斯治理创造条件。

发明内容

本发明为解决目前下组煤的瓦斯难以抽采的技术问题，提供一种水平井卸压抽采方法。

本发明是采用如下技术案实现的：一种水平井卸压抽采方法，针对下组煤的瓦斯进行抽采；包括如下步骤：（1）在上组煤开采前穿过上组煤煤柱在下组煤煤层中施工一口水平井；（2）当上组煤工作面回采后，利用地面瓦斯抽采系统通过水平井对处于卸压范围内的下组煤煤层瓦斯进行抽采。

水平井卸压抽采方法利用上组煤（3#煤层）即将开采前的时间，完成下组煤层地面井抽采工程的布置，当上组煤（3#煤层）回采后下组煤处于卸压范围而提高瓦斯透气性和解吸能力，在较短的时间内实现抽采达标；下组煤层地面井抽采工程的布置通过精确定位穿越上组煤，然后利用水平井技术覆盖下组煤实施预抽采。同时，为适应下组煤卸压抽采的特点，需要配备相应的低负压、大流量地面抽采设备。所述卸压范围或者说卸压时间是本领域技术人员根据回采情况以及煤层条件所能够确定的。

进一步的，水平井以及地面瓦斯抽采系统的布设在3#煤层开采前3-6个月完成。

进一步的，水平井采用远端对接U型井、近端对接水平羽状井。

下组煤层地面井抽采工程的布置时机根据矿井采掘衔接，选择在3#煤层开采前3-6个月完成。在地面井工程完成后要及时进行设备、供电系统、场地的建设和安装。随后及时进行排水，为下组煤进入卸压范围后能及时抽采创造条件。

地面钻井的空间布置有两个重要内容。一是要精确穿越3#煤层煤柱。二是要根据煤层赋存特点和下组煤的采掘工程布置设计合理的水平井形式。目前比较成熟的是远端对接U型井、近端对接水平羽状井。

下组煤卸压后具有瓦斯压力降低、煤层透气性增加、钻孔瓦斯流量增大的特点。为此，原来利用煤层原始瓦斯压力进行正压排采的方式就不再适用。同时，卸压区的存在有一定的时效性，随着上组煤采空区的逐渐塌实，卸压效果会逐步降低。为此，需要充分利用卸压区存在的时间，就需要配备低负压、大流量、相应能力的地面抽采设备。

本方法结合了煤层群开采矿压显现规律、地面井瓦斯抽采钻进技术、煤层瓦斯抽采原理和系统建设等技术原理，具有改进抽采效果、超前性强的优点，解决了下组煤低透气性难抽采、抽采时间不足的难题，处于国际领先的水平。

本发明有以下有益效果：通过下组煤地面钻井在合适的时间布置合适的井型，利用地面抽采设备在较短时间内实现瓦斯抽采达标，为下组煤的瓦斯治理赢得时间和空间。

具体实施方式

一种水平井卸压抽采方法，针对下组煤的瓦斯进行抽采；包括如下步骤：（1）在上组煤开采前穿过上组煤煤柱在下组煤煤层中施工一口水平井；（2）当上组煤工作面回采后，利用地面瓦斯抽采系统通过水平井对处于卸压范围内的下组煤煤层瓦斯进行抽采。

所述下组煤以9#煤、15#煤为主；上层煤为3#煤层。

适应下组煤卸压抽采的特点，需要配备相应的低负压、大流量地面抽采设备。

水平井以及地面瓦斯抽采系统的布设在3#煤层开采前3-6个月完成。

水平井采用远端对接U型井、近端对接水平羽状井。这种水平井的布置方式非常适合本发明所述的上组煤和下组煤。