[发明专利]一种低透气性松软煤层气动脉冲冲孔增透方法

说明书

本发明公开了一种低透气性松软煤层气动脉冲冲孔增透方法，包括采用空心钻杆、钻头、定向钻机、高压胶管、气动脉冲发生器和矿用防爆空气压缩机，钻头设置于空心钻杆出口处，钻高压胶管分别连接空心钻杆进口处与矿用防爆空气压缩机出口处，气动脉冲发生器设于高压胶管上，用于提供冲孔所需空气脉冲动力。通过采用煤层气动脉冲冲孔增透方式，解决了低透气性松软煤层常规冲孔过程中遇到问题，在低透气性松软高瓦斯煤层冲孔卸压增透，既提高了瓦斯抽采效率，又避免了水力冲孔过程中的塌孔、堵孔、埋钻现象；避免了废水对地表以及地下水体的污染。

技术领域

本发明涉及卸压瓦斯抽采技术领域，具体涉及一种适用于松软的高突煤层的低透气性松软煤层气动脉冲冲孔增透方法。

背景技术

我国煤矿瓦斯赋存条件复杂，其中高瓦斯煤层占比高达50％，而其中近半数为低透气性松软煤层。根据《防治煤与瓦斯突出细则》，对于高瓦斯与突出煤层，在开采前需要采取区域性瓦斯防治措施，降低煤层瓦斯含量消除其突出危险性，其中预抽煤层瓦斯是最经济有效的区域性瓦斯治理措施。针对我国松软高突煤层的煤体结构松软、透气性差、瓦斯含量高压力大、瓦斯抽采难度大和高瓦斯灾害危险程度高等特殊条件，需要进行穿层钻孔钻抽采瓦斯，普通钻孔瓦斯抽采效果不甚理想，需要采取辅助手段进行卸压抽采，最常见的的手段就是穿层钻孔以及水力冲孔。然而在一些松软的高突煤层中，水力冲孔后抽采钻孔周围煤体变形过程缓慢，用时长，影响抽采效率，且在冲孔过程中高压水过度浸润煤体，造成堵孔。因此，需要一种采取一种高效的瓦斯卸压抽采方法，在提高煤层透气性的同时提高瓦斯抽采效果。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对现有技术中松软高突煤层特点的问题，提供一种操作简便、节能减排、减少污染、安全性高、效果好的低透气性松软煤层气动脉冲冲孔增透方法。

技术方案：本发明的一种低透气性松软煤层气动脉冲冲孔增透方法，包括采用冲孔增透装置，所述增透装置包括钻头、空心钻杆、定向钻机、气动脉冲发生器、高压胶管、矿用防爆空气压缩机，所述钻头设置于钻杆出口处，所述钻高压胶管分别连接钻杆进口处与矿用防爆空气压缩机出口处，所述气动脉冲发生器设置于高压胶管上；低透气性松软煤层气动脉冲冲孔增透方法包括如下步骤：

S1、在煤层底板岩石巷道内，使用钻机向上覆煤岩层施工钻孔，根据顶板岩性条件不同，施工钻孔穿过煤层段并进入煤层顶板至0.5m后终孔，形成预留钻孔7；

S2、向预留钻孔内送入空心钻杆和设在空心钻杆上的钻头，待钻头到达煤层顶板处，启动矿用防爆空气压缩机和气动脉冲发生器，气动脉冲发生器通过防爆空气压缩机供给的气源，自动发生脉冲波，提供冲孔所需的空气动力；同时启动钻机选择自上而下间歇反复冲孔的方式进行冲孔，分段设定计量单位，记录每一分段计量单位的出煤量；

S3、当每一分段计量单位冲孔半小时后计量单位出煤量较少时，提高空压机风压并关闭脉冲阀，进行局部强化冲孔，提高冲煤量和增透效果；

S4、全煤段施工完成后，退出设备，按照现有技术进行孔口密封并进行瓦斯抽采；

S5、重复上述步骤，在预先设计的不同位置施工，并且进行瓦斯抽采。

所述的气动脉冲的压力大小为0.5～1.25MPa。

所述分段设定计量单位的段长为0.4-0.6m。

所述向上覆煤岩层施工钻孔的直径为113mm。

所述的空心钻杆和钻头的直径分别为94mm、75mm，空心钻杆为三棱钻杆。