[发明专利]煤矿井下瓦斯抽放钻孔增透改造方法

说明书

本发明涉及煤矿井下瓦斯抽放钻孔增透改造方法，以解决常规的瓦斯抽采技术难以沟通赋存瓦斯的纳米孔隙与渗流裂隙，导致难以提高瓦斯解吸能力的问题。该煤矿井下瓦斯抽放钻孔增透改造方法，包括以下步骤，对待增透改造的煤层开设增透钻孔，并在其一侧设定距离上布置数个观察钻孔；在增透钻孔内实施冲击波增透作业，通过多次试验可确定出适合待增透改造煤层的作业参数；安装四通封闭装置；将水压计与可控冲击波产生设备的控制器联锁，并设置水压计发出信号的触发压力值；用钻机将可控冲击波产生设备送入钻孔内；对所有作业点实施冲击波增透作业；通过钻机将可控冲击波产生设备抽出钻孔，将钻孔接通矿井抽放系统，负压抽放瓦斯。

技术领域

本发明属于能源开采领域，具体涉及煤矿井下瓦斯抽放钻孔增透改造方法。

背景技术

我国大陆煤层地质条件复杂，主要煤田经受了多期次、多方向和强度较大的改造，且煤层多强烈变形，多数煤田煤体构造破碎严重，Ⅲ、Ⅳ类煤所占比例较大，煤质松软、坚固性系数偏小，煤层透气性低，渗透率低。

煤层具有双孔隙特征，既有丰富的原生裂隙，还有丰富的此生裂隙。根据对煤层孔裂隙的分析，瓦斯赋存于大量的纳米孔隙中，同时，煤层拥有足够的亚毫米渗流裂隙。导致煤层低渗透的主要原因是沟通渗流裂隙与赋存瓦斯的纳米孔隙的微米级中等裂隙欠缺。

随着采掘活动向纵深延伸，煤层瓦斯赋存以“三高一低”(高应力、高瓦斯压力、高瓦斯含量及低渗透性)为主要特征，常规的瓦斯抽采技术难以发挥作用，使得瓦斯抽采率低下，抽采效果不明显，瓦斯事故仍时有发生。

发明内容

本发明的目的是提供煤矿井下瓦斯抽放钻孔增透改造方法，以解决常规的瓦斯抽采技术难以沟通赋存瓦斯的纳米孔隙与渗流裂隙，导致难以提高瓦斯解吸能力的问题。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

煤矿井下瓦斯抽放钻孔增透改造方法，包括以下步骤；

S1、确定可控冲击波产生设备作业时的参数；所述参数包括孔口距最近的实际作业点距离、最佳增透作业次数和两个不同位置的最佳增透作业距离；

S2、通过可控冲击波产生设备对煤层实施冲击波增透作业；

步骤a、安装四通封闭装置，四通封闭装置的前端与孔口法兰连接，上端与水压计和进水管道连接，下端与气水分离器连接，后端与钻杆连接；

步骤b、将水压计与可控冲击波产生设备的控制器联锁，设置水压计发出信号的触发压力值为0.1MPa，使得进水管道给孔中注水压力在0.1MPa以上时，水压计能将信号发送至所述控制器，进而给可控冲击波产生设备供电；

步骤c、将可控冲击波产生设备穿过孔口四通封闭装置，并用钻机通过中心通缆式钻杆将可控冲击波产生设备送入钻孔内最深部的作业点；

步骤d、关闭孔口四通封闭装置；钻机向孔内注水，注水压力至0.1MPa以上，可控冲击波产生设备的控制器加电并开始对煤层实施冲击波增透作业；完成一个作业点的冲击波增透作业后，打开孔口密封四通封闭装置卸掉水压，利用钻机、钻杆回抽可控冲击波产生设备到下一个作业段的作业点位置；冲击波增透作业期间，利用气水分离器将抽风管道内瓦斯抽出；

步骤e、重复步骤d，直到完成所有作业点的冲击波增透作业；

步骤f、通过钻机将可控冲击波产生设备抽出钻孔，将钻孔接通矿井抽放系统，负压抽放瓦斯。

优选的，对待增透改造的煤层开设增透钻孔，并在其一侧设定距离上布置数个观察钻孔；

确定孔口距最近的实际作业点距离包括以下步骤；