[发明专利]低渗透突出危险煤层区域精准卸压与强化瓦斯抽采方法

说明书

本发明公开了一种低渗透突出危险煤层区域精准卸压与强化瓦斯抽采方法，包括：根据低渗透突出危险煤层空间位置布设微震拾震器，监测突出矿井低渗透煤层的微震事件，包括主动微震事件和被动微震事件；基于微震事件定位结果和微震到时数据反算震动波纵波波速分布；根据震动波纵波波速分布划分煤层致密带和疏松破碎带；在煤层致密带附近顶底板或对应瓦斯抽采专用巷道布置单排定向钻孔；定向钻孔施工完成后，进行注浆封孔、连接水力压裂设备；利用水力压裂设备进行压裂，压裂完成后放水卸压；在煤层致密带打抽采钻孔进行瓦斯抽采。本发明能够精准确定需采取强化措施进行卸压和强化瓦斯抽采的地点和范围，实现煤与瓦斯突出灾害精准高效防治。

技术领域

本发明涉及煤与瓦斯突出矿井安全开采和瓦斯防治技术领域，特别涉及一种低渗透突出危险煤层区域精准卸压与强化瓦斯抽采方法。

背景技术

煤与瓦斯突出是影响煤矿安全生产的主要煤岩动力灾害之一。随着煤矿开采深度与瓦斯压力的不断增加，煤与瓦斯突出灾害愈发严重，严重影响煤矿安全生产和社会稳定。钻孔瓦斯抽采是防治煤与瓦斯突出事故的有效措施，但低渗透突出危险煤层存在抽采浓度低、长时间抽采仍不达标等问题，严重制约了煤矿安全高效生产。

目前强化瓦斯抽采的手段包括水力化措施、注气驱替、爆破致裂卸压等手段，其中水力压裂卸压增透在我国得到了广泛使用，且取得了良好的效果，但是在低渗煤层采取上述措施后，经常部分水力压裂钻孔实施后瓦斯抽采效果不达预期的现象，造成了人力、材料和时间成本的极大浪费。因此，精准的低渗透突出危险煤层卸压和强化瓦斯抽采方法和手段，是实现矿井瓦斯治理、保证安全高效生产的迫切需求，也能极大的节省瓦斯防治费用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低渗透突出危险煤层区域精准卸压与强化瓦斯抽采方法，实现在低渗透煤层区域瓦斯防治中，精准确定适用于开展水力压裂强化措施进行卸压和强化瓦斯抽采的地点和范围，通过定向钻孔水力压裂技术进行卸压和强化瓦斯抽采，实现煤与瓦斯突出灾害精准高效防治。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供如下方案：

一种低渗透突出危险煤层区域精准卸压与强化瓦斯抽采方法，包括以下步骤：

S1、根据低渗透突出危险煤层空间位置布设微震拾震器，监测突出矿井低渗透煤层的微震事件，包括主动微震事件和被动微震事件；

S2、基于微震事件定位结果和微震到时数据反算震动波纵波波速分布；

S3、根据震动波纵波波速分布划分煤层致密带和疏松破碎带；

S4、在煤层致密带附近顶底板或对应瓦斯抽采专用巷道布置单排定向钻孔；

S5、定向钻孔施工完成后，进行注浆封孔、连接水力压裂设备；

S6、利用水力压裂设备进行压裂，压裂完成后放水卸压；

S7、在煤层致密带打抽采钻孔进行瓦斯抽采。

优选地，所述步骤S1中，布设的微震拾震器不少于6个，所述微震拾震器能够接收到距离不小于2000m处的震动信号；所述微震拾震器布设在待消突区域附近大巷、机巷、风巷或瓦斯抽采专用巷道，相邻微震拾震器的水平间距在100m～150m之间，垂直落差大于待消突区域煤层厚度，所述微震拾震器将待卸压消突区域包围，用于监测区域内微震事件坐标(x，y，z)和接收微震到时数据。

优选地，所述步骤S2中，反算震动波纵波波速分布基于微震纵波理论到时与实际到时相同的原理，反算的速度连续模型为：