[发明专利]一种煤矿井下高残余瓦斯含量煤层提高抽采率的方法

权利要求书

1.一种煤矿井下高残余瓦斯含量煤层提高抽采率的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）钻安装孔：在预施工抽采钻孔地点，采用不小于φ120mm的钻头钻安装孔，钻安装孔的深度5～8m；

（2）安装并固定孔口密封连接管件：安装孔钻进完成后，将孔口密封连接管件安装到安装孔的孔口内，然后通过在孔口密封连接管件的中心通道向安装孔内注入水泥砂浆，水泥砂浆由安装孔的底部再充入到安装孔内壁与孔口密封连接管件外壁之间的环形间隙，直到充满整个安装孔和孔口密封连接管件的中心通道，凝固24h；

（3）瓦斯抽采钻孔施工：根据设计瓦斯抽采钻孔的长度，选择采用直径为φ42mm、φ75mm、φ94mm、φ114mm和φ120mm的钻头沿孔口密封连接管件的中心线进行钻孔，先将孔口密封连接管件内的凝固的水泥砂浆钻出后，再钻进到设计长度；

（4）在瓦斯抽采钻孔内放置CaC₂；

（5）矿井压水管路连接孔口密封连接管件，将水喷射至瓦斯抽采钻孔内，射流完成后关闭孔口密封连接管件；

（6）在瓦斯抽采钻孔内的CaC₂与水反应生成Ca(OH)₂和C₂H₂，同时产生大量的热，在热作用下，煤层瓦斯加速解吸，同时，CaC₂与水反应可燃烧，由于瓦斯抽采钻孔内也存在少量的空气，在空气的作用下，瓦斯抽采钻孔内的CH₄与C₂H₂和空气的共同作用下发生小型燃烧或爆炸，进一步释放热量，进一步促进煤层瓦斯的解吸；小型爆炸时，也对瓦斯抽采钻孔的孔壁产生破坏，形成裂缝卸压区，进一步提高煤层瓦斯解吸率；

（7）将孔口密封连接管件接抽采管，联管进行瓦斯抽采；

（8）当瓦斯抽采进行24h后，瓦斯抽采钻孔内的瓦斯浓度降低到30%，重复步骤（4）～（7）。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下高残余瓦斯含量煤层提高抽采率的方法，其特征在于：孔口密封连接管件包括内外两端通透的管体，管体的外端同轴向固定连接有环形安装板，环形安装板的内径等于管体的外径，环形安装板外表面通过紧固螺栓连接有将管体外端口封堵的法兰盘，环形安装板与法兰盘之间设置有密封垫板，管体外圆周表面固定设置有将环形间隙的外端口封堵的环形堵板，环形堵板的外径大于安装孔的内径；

法兰盘左侧和右侧分别连接有第一管接头和第二管接头，第一管接头上设置有第一阀门，第二管接头上设置有第二阀门。

3.根据权利要求2所述的一种煤矿井下高残余瓦斯含量煤层提高抽采率的方法，其特征在于：管体外圆周表面均匀设置有若干个位于安装孔内的限位凸块，限位凸块与环形间隙内的注入的水泥砂浆接触使管体在安装孔内固定牢靠。

4.根据权利要求3所述的一种煤矿井下高残余瓦斯含量煤层提高抽采率的方法，其特征在于：环形安装板外侧面同轴向开设有呈圆形的密封槽，法兰盘内侧面设置有与密封槽对应的密封凸环，密封槽的槽口宽度大于密封凸环的宽度，密封槽和密封凸环的横截面的外轮廓均呈弧线段；在紧固螺栓的作用下，密封凸环将密封垫板顶压到密封槽内。

5.根据权利要求4所述的一种煤矿井下高残余瓦斯含量煤层提高抽采率的方法，其特征在于：步骤（4）具体过程为：瓦斯抽采钻孔施工完成后，将密封垫板安装在环形安装板和法兰盘之间，使用紧固螺栓将法兰盘、第一管接头和第二管接头连接到管体外端部，打开第一阀门，关闭第二阀门，将CaC₂颗粒物放入第一管接头内，采用矿井压风将CaC₂颗粒物吹入瓦斯抽采钻孔内，最后关闭第一阀门。

6.根据权利要求5所述的一种煤矿井下高残余瓦斯含量煤层提高抽采率的方法，其特征在于：步骤（5）具体过程为：将第一管接头接矿井压水管路，打开第一阀门，高压水喷射至瓦斯抽采钻孔内，射流完成后关闭第一阀门。

7.根据权利要求6所述的一种煤矿井下高残余瓦斯含量煤层提高抽采率的方法，其特征在于：步骤（7）具体过程为：将第一管接头接 抽采管，联管进行抽采准备，使用瓦斯检测仪连接第二管接头，打开第二阀门，测试瓦斯抽采钻孔内CH₄气体浓度及温度，当温度下降至30℃以下且钻孔内CH₄浓度不低于60%，打开第一阀门进行抽采；否则，继续等待钻孔内温度下降及甲烷解吸，直至满足上述条件后进行抽采。