高瓦斯低透氣性煤層增加煤層透氣性的方法與流程

2023-12-12 23:38:07

本發明涉及預抽煤層瓦斯技術領域，具體涉及一種高瓦斯低透氣性煤層增加煤層透氣性的方法。

背景技術：

預抽煤層瓦斯是一項重要並可行的防治煤與瓦斯突出的有效措施，但我國大部分煤層為高瓦斯低透氣性煤層，煤層的透氣性係數小，瓦斯抽採難度大，常規的瓦斯抽採方法難以實現高瓦斯低透氣性煤層瓦斯的高效抽採，而且存在抽採影響範圍有限、抽採量小、抽採周期長、抽採率低的缺點。高瓦斯低透氣性煤層在開採前，要預先準備好回採巷道，由於高瓦斯低透氣性煤層難以實現瓦斯的有效抽採，回採巷道在掘進期間易發生瓦斯超限、煤與瓦斯突出，且巷道掘進速度慢，嚴重影響著高瓦斯低透氣性煤層的安全高效開採。為提高高瓦斯低透氣性煤層瓦斯抽採效果，進而實現回採巷道安全快速掘進和高瓦斯低透氣性煤層的安全高效開採的目的，必須採取有效的方法增加煤層的透氣性。

改變煤體結構是煤層增透的核心問題，採用水力化方法增加煤層透氣性是改變煤體結構的有效途徑。目前，增加高瓦斯低透氣性煤層透氣性的方法主要有鬆動爆破法和水力化方法。這些方法在增加煤層透氣性中均取得了一定的效果，但也存在一定的問題。鬆動爆破法一般會在鑽孔附近產生較大的應力集中，而且還可能存在殘爆現象。常規的水力化方法存在潛在高壓危險、操作工藝複雜、施工工程量大的缺點，難以控制區域煤層的增透。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服現有技術中存在的上述問題，提供一種高瓦斯低透氣性煤層增加煤層透氣性的方法。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明是通過以下技術方案實現：

一種高瓦斯低透氣性煤層增加煤層透氣性的方法，包括如下步驟：

a、運輸上山和迴風上山之間設有軌道上山，迴風上山連接有底抽巷和迴風平巷，軌道上山通過車場與運輸平巷連通後，在待掘進的運輸平巷中心位置施工軸向孔；

b、施工軸向孔時，使軸向孔軸線方向與煤層走向方向一致，軸向孔孔口位於待掘進的運輸平巷中心位置，且保證軸向孔全長處於煤層，軸向孔施工結束後進行封孔；

c、在底抽巷施工若干個水力壓裂孔，前一個水力壓裂孔施工結束後進行封孔，封孔結束後進行水力壓裂，水力壓裂結束後，施工後一個水力壓裂孔，重複進行實現依次在每個水力壓裂孔內進行水力壓裂；每個水力壓裂孔的孔底均與軸向孔相連通；

d、水力壓裂孔進行水力壓裂時，由於軸向孔的導控作用，高壓水會沿著軸向孔的軸線方向流動，使以壓裂孔和軸向孔為中心周圍區域的煤層被壓裂，在煤體內產生大量裂縫並不斷擴展、延伸、貫通，形成錯綜複雜的裂縫網絡，煤層透氣性增加，從而提高高瓦斯低透氣性煤層的瓦斯抽採效果。

進一步地，所述軸向孔直徑為110-120mm，軸向孔長度與運輸平巷長度一致。

進一步地，所述軸向孔施工結束後，採用馬麗散封孔，封孔長度為18-22m。

進一步地，所述水力壓裂孔間距為50-70m，直徑為90-100mm。

進一步地，所述水力壓裂孔施工結束後，採用聚氨酯封孔。

進一步地，所述水力壓裂孔封孔長度為孔口至煤層底面的距離。

本發明的有益效果是：

本發明結合軸向孔導控和水力壓裂，能夠有效提高高瓦斯低透氣性煤層的透氣性和瓦斯抽採效果，實現高瓦斯低透氣性煤層回採巷道的安全快速掘進與開採。其結構簡單，操作方便，工程量小，效果好，具有廣泛的實用性。

當然，實施本發明的任一產品並不一定需要同時達到以上所述的所有優點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明增加煤層透氣性的方法示意圖；

圖2為圖1沿A-A面的剖視示意圖；

附圖中，各標號所代表的部件列表如下：

1-運輸上山，2-軌道上山，3-迴風上山，4-運輸平巷，5-底抽巷，6-迴風平巷，7-水力壓裂孔，8-增透範圍，9-軸向孔，10-煤層，11-車場。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。

實施例一

請參閱圖1-2所示，本發明為一種高瓦斯低透氣性煤層增加煤層透氣性的方法，包括如下步驟：

a、運輸上山1和迴風上山3之間設有軌道上山2，迴風上山3連接有底抽巷5和迴風平巷6，軌道上山2通過車場11與運輸平巷4連通後，在待掘進的運輸平巷4中心位置施工軸向孔9。

b、施工軸向孔9時，使軸向孔9軸線方向與煤層10走向方向一致，軸向孔9孔口位於待掘進的運輸平巷4中心位置，且保證軸向孔9全長處於煤層10，軸向孔9直徑為113mm，軸向孔9長度與運輸平巷4長度一致，軸向孔9施工結束後，採用馬麗散封孔，封孔長度為20m；

c、在底抽巷5施工若干個水力壓裂孔7，前一個水力壓裂孔7施工結束後，採用聚氨酯封孔，封孔長度為孔口至煤層10底面的距離，封孔結束後進行水力壓裂，水力壓裂結束後，施工後一個水力壓裂孔7，重複進行實現依次在每個水力壓裂孔7內進行水力壓裂；每個水力壓裂孔7的孔底均與軸向孔9相連通，水力壓裂孔7間距為60m，直徑為94mm；

d、水力壓裂孔7進行水力壓裂時，由於軸向孔9的導控作用，高壓水會沿著軸向孔9的軸線方向流動，使以壓裂孔7和軸向孔9為中心周圍區域的煤層10被壓裂，在煤體內產生大量裂縫並不斷擴展、延伸、貫通，形成錯綜複雜的裂縫網絡，即形成增透範圍8，這使得煤層透氣性增加，從而提高高瓦斯低透氣性煤層10的瓦斯抽採效果。

實施例二

本實施例與實施例一基本相同，其不同之處在於，所述軸向孔9直徑為110mm，封孔長度為18m；所述水力壓裂孔7間距為50m，直徑為90mm。

實施例三

本實施例與實施例一基本相同，其不同之處在於，所述軸向孔9直徑為120mm，封孔長度為22m；所述水力壓裂孔7間距為70m，直徑為100mm。

在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「示例」、「具體示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

以上公開的本發明優選實施例只是用於幫助闡述本發明。優選實施例並沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該發明僅為所述的具體實施方式。顯然，根據本說明書的內容，可作很多的修改和變化。本說明書選取並具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地理解和利用本發明。本發明僅受權利要求書及其全部範圍和等效物的限制。