被保護層底板上向梳狀鑽孔瓦斯抽採方法
2023-09-18 10:26:15
專利名稱：被保護層底板上向梳狀鑽孔瓦斯抽採方法
技術領域：
本發明涉及瓦斯抽採技術，尤其是一種被保護層底板上向梳狀鑽孔瓦斯抽採方法。
背景技術：
《防治煤與瓦斯突出規定》要求突出煤層採前必須採取區域性防突措施，保護層開採技術為一種主要的區域性防突措施，其中涉及保護層與被保護層兩個煤層。為消除鄰近煤層(被保護層)的突出危險而先開採的煤層稱為保護層；由於保護層開採的採動作用並同時抽採卸壓瓦斯，可使鄰近的突出危險煤層轉變為無突出危險煤層，該鄰近的突出危險煤層稱為被保護層。保護層開採之後，被保護層獲得了卸壓增透效果，通過對被保護層的卸壓 瓦斯進行抽採，可以徹底消除被保護層的突出危險性。目前，最常見的被保護層卸壓瓦斯抽採方法為底板巖巷網格式上向穿層鑽孔抽採方法，該方法需要在被保護層的底板內走向施工底板巖石巷道(底板巖巷)，從底板巖巷中向突出煤層(被保護層)施工網格式穿層鑽孔，並對穿層鑽孔進行永久封孔，通過封孔管將鑽孔連入底板巖巷內鋪設的總抽採管路中進行瓦斯抽採。但是該方法需要在煤層底板巖層中布置一條或多條巖巷，在巖巷中每隔一定距離施工鑽場，在鑽場內施工大量上向穿層抽採鑽孔，其巷道、鑽孔工程量大，鑽孔利用率低，實施起來工期長、投資大，增加了抽採成本，影響了開採效率和周期。
發明內容
技術問題本發明的目的是克服已有技術中存在的問題，提供一種方法簡單、施工成本低、周期短、安全高效的被保護層底板上向梳狀鑽孔瓦斯抽採方法。技術方案本發明被保護層底板上向梳狀鑽孔瓦斯抽採方法，包括如下步驟
a.在被保護層底板內布置鑽場，先在鑽場內沿工作面走向鑽一個主孔，主孔水平位置與被保護層之間的垂距為15 25m ；
b.主孔鑽進15m後停止鑽孔，對主孔進行擴孔，在擴孔內安裝封孔管，在孔口安裝防噴裝置及氣水分離器；
c.繼續對主孔沿工作面走向進行近水平定向鑽進，直到主孔到達設定深度；
d.向主孔內置入封隔造斜器直至最裡端，然後由內向外設定第一個強制造斜點位置，採用小直徑大彎角的孔底馬達進行造斜鑽孔，使鑽孔軌跡保持最小半徑延伸至穿過被保護層進入被保護層頂板O. 5m，完成首個分支孔；
e.從首個分支孔中退出孔底馬達，將封隔造斜器向外移動到下一個強制造斜點位置，再通過孔底馬達進行下一個分支孔的鑽進，依次循環，由內向外完成所有設定強制造斜點位置的分支孔鑽進，最終形成一組分布在被保護層底板中的多分支梳狀鑽孔，在主孔的孔口處安裝瓦斯抽採管路；
f.重複上述步驟，在被保護層的範圍內完成多組分布在被保護層底板中的多分支梳狀鑽孔，並在每組主孔的孔口處安裝瓦斯抽採管路，對形成的一組組分布在被保護層底板中的多分支梳狀鑽孔進行瓦斯抽採。所述多分支梳狀鑽孔之間的間距為20 30m ;所述對多分支梳狀鑽孔進行瓦斯抽採的負壓為25 40kPa ;所述在擴孔內安裝封孔管的長度為8 15m。有益效果採用本發明提出的被保護層底板上向梳狀鑽孔瓦斯抽採方法，不需要施工專門的底板巖巷，克服了傳統的底板巖巷網格式上向穿層鑽孔抽採方法巷道、鑽孔工程量大，鑽孔利用率低，實施工期長、投資大等缺點，降低了施工成本、縮短了開採周期。該方法用於保護層開採技術中的瓦斯抽採，具有「一孔多用」的特點，可在保護層開採前預抽被保護層瓦斯，在保護層開採後實現被保護層卸壓瓦斯的抽採，大大提高瓦斯抽採效率，縮短保護層開採周期。
圖I是本發明的一組被保護層底板上向梳狀鑽孔的施工原理圖。 圖2是圖I中分支點局部放大結構示意圖。圖中1 一主孔；2—分支孔；3—封隔造斜器；4一孔底馬達；I 一被保護層頂板；II一被保護層JII一被保護層底板;A—鑽場。
具體實施例方式如圖I所示，本發明的被保護層底板梳狀鑽孔瓦斯抽採方法，首先在被保護層底板III內布置鑽場A，先在鑽場A內沿工作面走向鑽一個主孔1，主孔I水平位置與被保護層II之間的垂距為15 25m ;主孔I鑽進15m後停止鑽孔，對主孔I進行擴孔，在擴孔內安裝封孔管，安裝封孔管的長度為8 15m ;在孔口安裝防噴裝置及氣水分離器；繼續對主孔I沿工作面走向進行近水平定向鑽進，直到主孔I到達設定深度；向主孔I內置入封隔造斜器3直至最裡端，然後由內向外設定第一個強制造斜點位置，採用小直徑大彎角的孔底馬達4進行造斜鑽孔，使鑽孔軌跡保持最小半徑延伸至穿過被保護層II進入被保護層頂板I為O. 5m,完成首個分支孔2 ;從首個分支孔2中退出孔底馬達4，將封隔造斜器3向外移動到下一個強制造斜點位置，再通過孔底馬達4進行下一個分支孔2的鑽進，依次循環，由內向外完成所有設定強制造斜點位置的分支孔2鑽進，最終形成一組分布在被保護層底板III中的多分支梳狀鑽孔，多分支梳狀鑽孔之間的間距為20 30m ;對多分支梳狀鑽孔進行瓦斯抽採的負壓為25 40kPa ;在主孔I的孔口處安裝瓦斯抽採管路。重複上述步驟，在被保護層II的範圍內完成多組分布在被保護層底板III中的多分支梳狀鑽孔，並在每組主孔I的孔口處安裝瓦斯抽採管路，對形成的一組組分布在被保護層底板III中的多分支梳狀鑽孔進行瓦斯抽採。該方法可在保護層開採前預抽被保護層瓦斯，保護層開採過程中隨著開採工作面的推進，被保護層鬆動並產生卸壓增透效果，在抽採負壓作用下大量卸壓瓦斯進入梳狀鑽孔，通過抽採管路被抽出。
權利要求
1.一種被保護層底板上向梳狀鑽孔瓦斯抽採方法，其特徵在於包括如下步驟 a.在被保護層底板(III)內布置鑽場(A)，先在鑽場(A)內沿工作面走向鑽ー個主孔(1)，主孔(I)水平位置與被保護層(II)之間的垂距為15 25m ; b.主孔(I)鑽進15m後停止鑽孔，對主孔(I)進行擴孔，在擴孔內安裝封孔管，在孔ロ安裝防噴裝置及氣水分離器； c.繼續對主孔(I)沿工作面走向進行近水平定向鑽進，直到主孔(I)到達設定深度； d.向主孔(I)內置入封隔造斜器(3)直至最裡端，然後由內向外設定第一個強制造斜點位置，採用小直徑大彎角的孔底馬達(4)進行造斜鑽孔，使鑽孔軌跡保持最小半徑延伸至穿過被保護層(II)進入被保護層頂板(I )為O. 5m，完成首個分支孔(2)； e.從首個分支孔(2)中退出孔底馬達(4)，將封隔造斜器(3)向外移動到下一個強制造斜點位置，再通過孔底馬達(4)進行下ー個分支孔(2)的鑽進，依次循環，由內向外完成所有設定強制造斜點位置的分支孔(2)鑽進，最終形成ー組分布在被保護層底板(III)中的多分支梳狀鑽孔，在主孔(I)的孔ロ處安裝瓦斯抽採管路； f.重複上述步驟，在被保護層(II)的範圍內完成多組分布在被保護層底板(III)中的多分支梳狀鑽孔，並在每組主孔(I)的孔ロ處安裝瓦斯抽採管路，對形成的ー組組分布在被保護層底板(III)中的多分支梳狀鑽孔進行瓦斯抽採。
2.根據權利要求I所述的被保護層底板上向梳狀鑽孔瓦斯抽採方法，其特徵在於所述多分支梳狀鑽孔之間的間距為20 30m。
3.根據權利要求I所述的被保護層底板上向梳狀鑽孔瓦斯抽採方法，其特徵在於所述對多分支梳狀鑽孔進行瓦斯抽採的負壓為25 40kPa。
4.根據權利要求I所述的被保護層底板上向梳狀鑽孔瓦斯抽採方法，其特徵在於所述在擴孔內安裝封孔管的長度為8 15m。
全文摘要
本發明公開的一種被保護層底板上向梳狀鑽孔瓦斯抽採方法，通過在被保護層底板進行定向鑽進，提鑽後從孔內下入專用封隔造斜器，採用小直徑大彎角孔底馬達進行由裡向外施工向上分支鑽孔，形成一組組被保護層底板上向梳狀鑽孔，待所有鑽孔施工結束後，封孔並接入瓦斯抽採管路進行瓦斯抽採。用於保護層開採技術中的瓦斯抽採，具有「一孔多用」的特點，可在保護層開採前預抽被保護層瓦斯，在保護層開採後實現被保護層卸壓瓦斯的抽採，其施工成本低、周期短。
文檔編號E21F7/00GK102661167SQ20121014272
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月10日 優先權日2012年5月10日
發明者盧守青, 安豐華, 張曉磊, 王亮, 程遠平, 金侃 申請人:中國礦業大學