[发明专利]煤层割缝致裂压抽交变抽采瓦斯方法

摘要

一种煤层割缝致裂压抽交变抽采瓦斯方法，适用于高瓦斯高地应力复杂煤层的区域瓦斯治理，提高煤体的透气性和钻孔瓦斯抽采能力，实现复杂煤层的钻孔瓦斯持续高效抽采。通过底板穿层钻孔布置割缝钻孔和压裂钻孔，在割缝孔煤层段的底部区域利用高压水射流在钻孔内旋转割缝形成卸压环形缝槽，人工卸载钻孔周围地应力和预先释放煤层瓦斯内能；通过设计的可实现抽采瓦斯和注水压裂功能切换的钻孔瓦斯抽采管进行钻孔压抽交变瓦斯抽采，注水压裂和抽采瓦斯是同时进行的，交替反复，提高钻孔瓦斯持续高效抽采能力，使钻孔瓦斯抽采有效影响范围提高2～4倍，钻孔周围煤体透气性系数提高200～500倍，百米钻孔瓦斯抽采量提高2～5倍，具有很好的现场应用价值和社会效益。

主权项

一种煤层割缝致裂压抽交变抽采瓦斯方法，其特征在于包括如下步骤：a、在底抽巷（13）向煤层（3）交替施工若干割缝钻孔（1）和压裂钻孔（3）直至煤层顶板，相邻钻孔见煤点之间的距离为4.0‑7.0m；b、首先在割缝钻孔（1）内采用高压水射流在距煤层底板0.5‑2.0m范围内进行旋转切割，切割一个或多个厚度为0.3m的环形缝槽（4）；然后向割缝钻孔（1）内送入钢管（5），直至钢管端头（8）距煤层顶板1.0‑1.5m处为止，之后，对割缝钻孔（1）进行封孔注浆至煤层底板，在钢管（5）外露端通过钢管三通球阀（6）分别与瓦斯抽采主管路（11）和高压水管（12）相连，调节钢管三通球阀（6），使钢管（5）与瓦斯抽采主管路（11）连通，对割缝钻孔（1）进行瓦斯抽采；c、向压裂钻孔（2）内送入压裂钢管（7），直至钢管端头（8）距煤层顶板1.0‑1.5m处为止，然后对压裂钻孔（2）进行封孔注浆至在距煤层底板2.0‑2.5m处的煤层内，在压裂钢管（7）外露端通过压裂钢管三通球阀（9）分别与瓦斯抽采主管路（11）和高压水管（12）相连，调节压裂钢管（7）外端的压裂钢管三通球阀（9），关闭瓦斯抽采主管路（11），打开高压水管（12），开启脉动注水泵（10），对压裂钻孔（2）进行初次水力压裂，当水压突然降低时，关闭脉动注水泵（10），调节压裂钢管三通球阀（9）连通瓦斯抽采主管路（11），关闭高压水管（12），对压裂钻孔（2）进行瓦斯抽采；d、检测抽采主管路（11）的瓦斯浓度，当瓦斯浓度低于20%时，调节割缝钻孔（1）上的的钢管三通球阀（6），连通高压水管（12），开启脉动注水泵（10）向割缝钻孔（1）孔内进行脉动注水，同时保持压裂钻孔（2）处于瓦斯抽采状态；当注入割缝钻孔（1）内的高压水水压突然降低时，关闭脉动注水泵（10）停止注水，调节钢管三通球阀（6），关闭高压水管（12），连通瓦斯抽采主管路（11），再次对割缝钻孔（1）进行瓦斯抽采；e、调节压裂钻孔（2）的压裂钢管三通球阀（9），连通高压水管（12），开启脉动注水泵（10）对压裂钻孔（2）进行脉动注水，同时保持割缝钻孔（1）处于瓦斯抽采状态，当压裂钻孔（2）内的高压水水压突然降低时，关闭脉动注水泵（10）停止注水，调节压裂钢管三通球阀（9），关闭高压水管（12），连通瓦斯抽采主管路（11），再次对压裂钻孔（2）进行瓦斯抽采；f、重复步骤d和e，交替对割缝钻孔（1）和压裂钻孔（2）进行注水压裂和瓦斯抽采作业，至煤层瓦斯校检指标达到《防治煤与瓦斯突出规定》的指标要求，实现压抽交变抽采瓦斯。