[发明专利]深部低渗透高瓦斯煤层区域强化增透抽采方法

说明书

本发明公开了一种深部低渗透高瓦斯煤层区域强化增透抽采方法，第一步，标识压裂孔和引导孔；第二步，冷热水耦合强化增透装置准备就绪，并进行液氮、液态C0subgt;2/subgt;及CaO粉末的灌装；第三步，施工压裂孔、引导孔及冷增脆处理；第四步，分段延时预裂增透。第五步，向引导孔中压注CaO粉末；第六步，高压注水产生次裂隙，同时进行水热耦合促进瓦斯解吸；该方法能使释放的液氮沿煤体天然裂缝扩散开来，迅速冷却煤体，改变煤体的物理力学参数，利用液态CO2相变致裂煤体，使煤体裂隙的进一步增多；氧化钙粉末进入各裂隙与注入的高压水生成氢氧化钙所具有的水热解吸作用，冷‑水‑热耦合作用强化增透，提高瓦斯抽采效率。

技术领域

本发明涉及煤矿安全开采技术领域，具体涉及一种深部低渗透高瓦斯煤层区域强化增透抽采方法。

背景技术

煤炭在我国能源结构上占有重要地位，年消耗量在40亿吨以上，并呈逐年上升的趋势。在巨大需求的背后，煤矿企业必须不断在生产模式改型、生产技术上创新才能适应行业安全需求。但随着开采深度的不断增加，煤层透气性变差，造成瓦斯蓄积，瓦斯压力都在不断地增大，瓦斯问题日趋严重，瓦斯爆炸和瓦斯突出成为矿井安全生产亟待解决的难题，而抽放瓦斯仍是解决该问题的根本方法。

传统的增透技术，如水力压裂增透和爆破增透，不足以解决我国煤矿瓦斯高吸附、低渗透性的特点。如传统水力压裂增透，受水泵的压力和钻孔密封等因素的影响，作用产生的裂隙少，作用范围小，水力压裂产生的裂缝不稳定，容易在地应力的作用下闭合；此外高压水泵设备维护成本较高，耗水量大。传统炸药爆破增透技术受现场条件影响，安全性低，不能排除哑炮的可能，爆破产生的爆轰波容易引燃引爆煤体贮存的瓦斯，且炸药爆破使用条件受限，在高瓦斯或煤与瓦斯突出的矿井严禁使用炸药爆破。因此，传统的煤层增透技术均存在很大的局限性。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明旨在提供一种冷、热、水耦合强化增透煤层的方法，能安全、高效地扩大煤体裂隙，增加瓦斯解吸率，提高瓦斯抽放效率。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种深部低渗透高瓦斯煤层区域强化增透抽采方法，包括以下步骤：

第一步，标识压裂孔和引导孔；

在巷道顺槽选取煤壁完整、远离采动应力影响范围的位置为煤体强化增透区域，依次标识三个呈水平布置的压裂孔，压裂孔深度20-30m，钻孔间距5-15m，相邻两压裂孔连线中心点上下施工两个引导孔，各引导孔终孔位置与中间压裂孔相聚，引导孔与相邻俩个压裂孔连线中心的垂直高度为压裂孔间距的1/6-1/4；

第二步，冷热水耦合强化增透装置准备就绪，并进行液氮、液态C0₂及CaO粉末的灌装；