[发明专利]煤层水平井水动力射流扩孔掏煤与囊袋支护成巷卸压方法

说明书

一种煤层水平井水动力射流扩孔掏煤与囊袋支护成巷卸压方法，通过对地面水平井进行水动力高压射流扩孔掏煤，能形成较大直径的钻孔，通过大直径钻孔的变形和破坏来释放煤层中的部分能量，起到有效卸压的作用，同时也提高井筒周围煤体的渗透性和导流能力，与现有的通过煤矿井下在煤层中施工的大量的卸压钻孔的卸压消突方式相比更加高效、经济、安全，其通过囊袋装置坐封分段支护，避免了扩孔煤粉进入前端已扩孔段，利于煤粉的返出地面，从而提高掏煤卸压消突效果。

技术领域

本发明涉及煤矿安全的技术领域，尤其涉及一种煤层水平井水动力射流扩孔掏煤与囊袋支护成巷卸压方法。

背景技术

针对煤矿工作面煤巷条带掘进卸压消突的问题，现在煤矿普遍采用的是底抽巷穿层钻卸压消突钻孔的方法。这种方法不仅钻孔工程量大、还要施工专门的底抽巷来布置钻场，面临着卸压消突难度大、投入高、周期长、施工风险大等一系列问题。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种煤层水平井水动力射流扩孔掏煤与囊袋支护成巷卸压方法，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤层水平井水动力射流扩孔掏煤与囊袋支护成巷卸压方法，能克服现有技术的缺陷，更好的解决煤矿工作面煤巷条带掘进卸压消突存在的难度大、周期长、成本高、风险大等问题。

为实现上述目的，本发明公开了一种煤层水平井水动力射流扩孔掏煤与囊袋支护成巷卸压方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：在煤层中施工L型水平井，保留水平井筒最前端一小段裸眼，其余部分下入非金属制成的易锻铣材料套管以进行护孔；

步骤二：在水平井筒中下入作业工具串，自上而下为：作业管柱和磨铣-扩孔一体式钻头；

步骤三：利用作业工具串前段的磨铣-扩孔一体式钻头的扩孔功能对水平井筒前端的裸眼井段进行水动力高压射流前进式扩孔作业，以形成前端煤层扩孔段；

步骤四：提出井中作业工具串，在作业工具串前端增加丢手和囊袋装置，再将囊袋装置下入至易锻铣材料套管底部一定距离位置；

步骤五：进行囊袋装置坐封支护，囊袋装置坐封后丢手完成丢手；

步骤六：利用作业工具串前段的磨铣-扩孔一体式钻头的磨铣功能对一定长度的水平井筒易锻铣材料套管进行后退式磨铣作业；

步骤七：对囊袋装置后部被磨铣掉套管的裸井段，利用磨铣-扩孔一体式钻头的扩孔功能进行水动力高压射流前进式扩孔作业；

步骤八：重复步骤四-步骤七，直到逐步完成整个水平井在煤层水平段的囊袋装置分段坐封支护、易锻铣材料套管的磨铣和水动力高压射流扩孔作业；

步骤九：水平段施工完毕后提出井中管柱，形成囊袋支护卸压消突巷道。

其中：所述L型水平井的井身设计为三开井身结构，对表层套管、技术套管进行固井。

其中：三开水平段预留前端一段裸眼孔眼以便后续进行第一段的水动力射流扩孔掏煤施工，其余水平井筒段下入易锻铣材料套管进行护孔。

其中：囊袋装置是一种一体式可扩张囊袋装置，其囊体处于折叠压缩状态，以方便从井口下入井中。

其中：坐封分段材料是一种高分子化工材料，从地面注入到囊袋装置中膨胀后将囊袋装置中处于折叠压缩状态的囊体撑起，被撑起的囊体紧切井筒孔壁，从而实现水平井筒内的囊袋坐封支护。

其中：丢手中安装有剪切销钉，在囊袋装置坐封后，从井口提供一定拉力，剪切销钉被拉断实现囊袋装置的丢手，从而在水平井筒内形成囊袋支护体。