[发明专利]中硬煤层顺层钻孔瓦斯治理方法

权利要求书

1.一种中硬煤层顺层钻孔瓦斯治理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在回采工作面沿煤层走向打钻、取芯，测定煤层平均f值，根据所述平均f值大小，初步确定水力割缝工艺参数，所述水力割缝工艺参数主要包括选择高压泵型号、割缝喷嘴尺寸、割缝宽度，其中f为煤的坚固性系数；

S2、在煤层的施工钻孔以根据步骤S1确定的水力割缝工艺参数选择的割缝设备进行水力割缝，测定水力割缝后的抽采半径r1；

S3、以步骤S2确定的抽采半径r1为相邻钻孔的中心间距在煤层平行施工钻孔并进行水力割缝，并在水力割缝后的钻孔内进行液态CO₂相变致裂爆破钻孔，测定水力割缝和液态CO₂相变致裂双重影响下的抽采半径r2；

S4、以步骤S3测定的水力割缝钻孔和液态CO₂相变致裂双重影响下的钻孔抽采半径r2作为相邻钻孔的中心间距，重新布置钻孔并完成水力割缝工作；

S5、按照每隔一个钻孔进行一次液态CO₂相变致裂爆破的方式对煤层进行致裂；

S6、对重新布置的钻孔进行封孔并连接井下抽采系统，定期测定和统计抽采参数；

S7、达到设计抽采时间后，进行抽采效果检验。

2.根据权利要求1所述中硬煤层顺层钻孔瓦斯治理方法，其特征在于，

步骤S2中，抽采半径r1的测定方法为：

在煤层平行施工n个间距相等的钻孔，n≥5，所述间距为0.8～2m，根据步骤S1初步确定的水力割缝工艺参数，选择最外侧的一个钻孔进行水力割缝，水力割缝时记录割缝参数，割缝参数包括割缝压力、出煤量、割缝时间和耗水量，对剩余n-1个钻孔进行封孔并连接井下抽采系统，采用SF₆示踪气体法确定割缝参数下的抽采半径r1。

3.根据权利要求1所述中硬煤层顺层钻孔瓦斯治理方法，其特征在于，

步骤S3中，抽采半径r2的测定方法为：

在煤层平行施工m个钻孔，m≥5，相邻钻孔的间距分别为r1、d、d、d、…、d，其中d＜r1，对相邻钻孔间距为r1且位于外侧的钻孔按照步骤S2中相同的水力割缝工艺参数进行水力割缝，割缝完毕后，将液态CO₂相变致裂装置推入水力割缝后的钻孔内爆破，然后将剩余m-1个钻孔进行封孔并连接井下抽采系统，采用SF₆示踪气体法确定水力割缝和液态CO₂相变致裂双重影响下的抽采半径r2。

4.根据权利要求1至3任一项所述中硬煤层顺层钻孔瓦斯治理方法，其特征在于，

所述水力割缝是平行于煤层倾向并沿钻杆径向的定向水力割缝。

5.根据权利要求1至3任一项所述中硬煤层顺层钻孔瓦斯治理方法，其特征在于，

所述水力割缝采用的钻头是钻孔割缝一体化钻头，在低压时施工钻孔，高压时进行割缝。

6.根据权利要求1至3任一项所述中硬煤层顺层钻孔瓦斯治理方法，其特征在于，

所述水力割缝在施工时留有20～30m的安全煤柱。

7.根据权利要求1至3任一项所述中硬煤层顺层钻孔瓦斯治理方法，其特征在于，

所述封孔的方式为采用水泥砂浆封孔法或马丽散封孔法或两堵一注法。

8.根据权利要求1至3任一项所述中硬煤层顺层钻孔瓦斯治理方法，其特征在于，

所述封孔的深度为15～20m。

9.根据权利要求1至3任一项所述中硬煤层顺层钻孔瓦斯治理方法，其特征在于，

所述井下抽采系统的抽采负压不小于13kPa。

10.根据权利要求1至3任一项所述中硬煤层顺层钻孔瓦斯治理方法，其特征在于，

所述抽采效果检验包括残余瓦斯含量小于8m³/t。