[发明专利]一种穿层钻孔水力破裂瓦斯抽采方法

摘要

一种穿层钻孔水力破裂瓦斯抽采方法，通过预设穿透煤层的目标钻孔和孔洞，作为水力破裂的自由面；扩大目标钻孔的扩孔段，下套管固定，并将套管连接到分离硐室。高压水进入破裂钻孔后破裂煤体，破裂裂缝逐步扩展直至与孔洞连通；加大水压、水量，冲刷裂缝周围煤体；水流携带瓦斯和煤体经过目标钻孔进入分离硐室，瓦斯被抽出，实现瓦斯气体的分离；冲刷过后，破裂钻孔与目标钻孔间形成相互贯通的宏观裂缝。抽采时，瓦斯渗流进入裂缝，再流入目标钻孔和水力破裂钻孔，使瓦斯流动模式发生根本转变；裂缝的存在相当于延伸了目标钻孔和水力破裂钻孔在煤层中的长度，增大了与煤体的接触面积，能够提高瓦斯抽采效果。

主权项

一种穿层钻孔水力破裂瓦斯抽采方法，其特征在于包括如下步骤：a、在距离煤层(1)底板20m～30m、赋存稳定的岩巷（8）中施工直径为100mm目标钻孔（5），按常规技术对目标钻孔（5）的煤层段实施扩孔，形成目标孔洞（3）；b、对目标钻孔（5）的孔口进行长度为1.5m的扩孔，扩孔直径为130mm，在扩孔段内安放直径为100mm的套管（7），并用速凝水泥固定套管（7），然后在套管（7）端口用高压胶管与分离硐室（10）相连接；c、在目标钻孔(5)两侧分别向煤层方向施工一条水力破裂钻孔(4)，水力破裂钻孔(4)直径为90mm，水力破裂钻孔(4)的终点与目标孔洞(3)的间距为15～20m；d、在水力破裂钻孔（4）内放置直径为50mm的高压注水管（6），高压注水管（6）进入煤层的1/3厚度处；向高压注水管（6）与水力破裂钻孔（4）间的环形间隙注水泥砂浆，固定高压注水管（6）；e、用高压软管将高压注水管（6）和高压水泵（9）相连接，开启高压水泵（9），向煤层（1）提供高压水，破裂煤体；f、记录水压、水流量的变化，当水压下降30%或目标钻孔（5）有水流出时，表明破裂钻孔（4）与目标钻孔（5）间形成了贯通裂隙，此时加大高压水泵（9）的水压、水量，冲刷贯通裂隙周围的煤体，水流携带瓦斯和煤体经过孔洞（3）、目标钻孔（5）最后进入分离硐室（10）内，经瓦斯抽采管路（11）抽走分离硐室（10）内的瓦斯，实现瓦斯与煤体和水的分离；g、水流冲刷出煤体，破裂钻孔（4）与目标钻孔（5）间逐步形成相互连通的宏观裂缝，无煤体持续冲出时，高压水泵（9）逐步关闭，停止水力破裂；依据抽采管路（11）的流量和浓度计算抽出的瓦斯量，称量分离硐室（10）内沉淀的煤量，分析水力破裂效果；h、封闭目标钻孔（5）和水力破裂钻孔（4），并将它们连接到瓦斯抽采管路（11），抽采水力破裂范围煤体内的瓦斯。