[发明专利]一种超长工作面中部煤体定向钻孔水力增透抽采瓦斯方法

说明书

本发明属于煤矿开采技术领域。涉及一种超长工作面中部煤体定向钻孔水力增透抽采瓦斯方法，包括如下步骤：S1、定向长钻孔，S2、水力割缝增透，S3、瓦斯抽采。本发明通过将定向长钻孔与水力割缝工艺结合，对超长工作面中部煤体进行水力割缝增透，提高超长工作面中部煤体的透气性，使工作面煤层增透全覆盖和工作面煤层瓦斯高效预抽，缩短工作面的煤层瓦斯预抽达标时间，降低了超长工作面发生瓦斯灾害的可能性，实现超长工作面的安全、高效、高产。

技术领域

本发明属于煤矿开采技术领域，涉及一种超长工作面煤体定向钻孔水力增透抽采瓦斯方法。

背景技术

为了进一步提高经济效益、促进高产高效矿井的建设，煤矿加大回采工作面长度是提高回采工作面单产的基本模式。目前，我国回采工作面长度一般为150～220m，如开采技术条件许可，长度可达250～300m，工作面长度在300m以上的称为超长工作面，其瓦斯涌出量相比普通工作面大，对回采工艺、抽采瓦斯和风量供给都提出更高的要求。

目前，众多集约高效特大型现代化煤矿的回采工作面长度一般都在300m以上，为典型的超长工作面。但是，一方面由于开采的煤层煤质松软，顺层钻孔施工长度有限；另一方面由于煤层透气性差，必须采取增透措施才能有效抽采煤层瓦斯，但是目前应用成熟的水力化增透措施影响深度有限；导致目前超长工作面中部煤体瓦斯的有效预抽成为回采工作面瓦斯治理的一大难题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于解决超长工作面中部煤体透气性差，瓦斯抽采难的问题，结合大型高瓦斯矿井目前超长回采工作面一般布置有底抽巷与高抽巷的情况，提供一种超长工作面中部煤体定向钻孔水力增透抽采瓦斯方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种超长工作面中部煤体定向钻孔水力增透抽采瓦斯方法，包括如下步骤：

S1、定向长钻孔：煤层工作面的两侧分别设有高抽巷、底抽巷；从底抽巷内往高抽巷方向在煤层及其顶、底板中进行定向钻孔，并在煤层的中部煤体处沿工作面走向方向，钻进设定距离，然后调整钻进方向，使底抽巷与高抽巷通过钻孔贯通；

S2、水力割缝增透：将水力割缝增透装备通过S1中的钻孔安装在中部煤体处，对中部煤体采用水力割缝工艺进行割缝作业，并对产生的煤渣进行处理；

S3、瓦斯抽采：在底抽巷、高抽巷内均设置抽采管，抽采管与钻孔对接，对钻孔中逸出的瓦斯进行抽采。

本方法通过利用现有的高抽巷、底抽巷，采用定向钻机实现超长距离定向钻孔，并通过钻孔将水利割缝增透装备输送至难以作用到的煤层中部煤体处，对中部煤体进行分段水利割缝，实现了对超长工作面中部煤体进行水力增透。

进一步，步骤S2中，所述水力割缝增透装备安装方式为，利用定向钻孔退钻时的拉拔力，将水力割缝增透装备通过钻孔带到中部煤体处，有益效果：借助定向钻孔退钻时的拉拔力，将水力割缝增透装备牵引至中部煤体，无需额外输送装置。

进一步，步骤S2中，所述水力割缝增透装备包括自转割缝器、坐封、高压水管；所述高压水管与自转割缝器连接，所述坐封设于钻孔与高压水管之间，并与高压水管相通；所述自转割缝器、坐封均受高压水管中高压水驱动。

进一步，步骤S2中，所述水力割缝工艺包括如下步骤：

A、用高压水启动坐封，使自转割缝器在钻孔中固定，并阻挡水从钻孔内回流，然后增大水压，使自转割缝器的阀门开启，自转割缝器开始旋转并喷射高压水流，对中部煤体开始进行割缝；

B、当割缝完成后，降低水压，使坐封关闭，将高压水管沿钻孔向前移动1个割缝间距深度，重复步骤A，再次进行割缝作业，直至完成对中部煤体的割缝。