一種高瓦斯煤礦的瓦斯抽放方法
2023-09-23 05:15:05 3
專利名稱：一種高瓦斯煤礦的瓦斯抽放方法
技術領域：
本發明涉及煤礦開採技術領域，特別是涉及一種高瓦斯煤礦的瓦斯抽放方法。
背景技術：
高瓦斯煤礦的開採，需要先抽放瓦斯氣。目前，常規的高瓦斯煤礦抽放瓦斯的方法 有(1)在礦井下煤層頂板鑽水平孔抽放，但這種方法抽放很慢，效率低下；(2)在煤層底板 開輔助巷道，再開採上部的高瓦斯礦，利用邊採上部煤層，底板邊塌方，邊抽放瓦斯的方式， 但這種方法成本高，時間長。可見，當前需要一種快速、高效的瓦斯抽放方法。
發明內容
有鑑於此，本發明提供了一種高瓦斯煤礦的瓦斯抽放方法，該方法能夠快速、高效 地抽放瓦斯。為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的本發明公開了一種高瓦斯煤礦的瓦斯抽放方法，其特徵在於，該方法包括—開向下鑽地層直到指定深度，下表層套管固井，形成表層直井段；二開側鑽開窗，並造斜鑽進，直到指定的煤層頂板著陸點，下技術套管固井，形成 造斜井段；三開從煤層頂板著陸點開始，在煤層頂板中鑽構成掃帚形的多個水平分支井；利用所述構成掃帚形的多個水平分支井抽放瓦斯。在上述方法中，所述構成掃帚形的多個水平分支井包括兩條外圍分支井和兩條 以上的內部分支井；其中，第一條外圍分支井是從煤層頂板著陸點起始的一條直線段；第二條外圍分 支井是從煤層頂板著陸點起始，偏離第一條外圍分支井第一預設距離，形成第二外圍分支 井的傾斜段，接著再與第一條外圍分支井平行的方向前進第二預設距離，形成第二外圍分 支井的直線段；每一個內部分支井從第一外圍分支井上的除端點以外的點起始，偏離第一 條外圍分支井第三預設距離，並與第二外圍分支井的直線段交叉連通；各內部分支井的起 始點不同。在上述方法進一步包括在每個外圍分支井和每個內部分支井的末端再向下鑽進。在上述方法進一步包括在每個外圍分支井和每個內部分支井的末端再向下鑽進 時，對井眼進行擴孔。在上述方法中，三開所用的鑽頭比一開和二開所用的鑽頭的尺寸小。由上述可見，本發明這種，通過在煤層頂板鑽掃帚形的水平分支井，並利用該掃帚 形的多個水平分支井抽放瓦斯的技術方案，使得在煤層頂板形成網狀井網，溝通煤層頂板 的裂隙系統，快速降低煤層瓦斯壓力， 現快速、高效的抽放瓦斯。
圖1是本發明中的一種高瓦斯煤礦的瓦斯抽放方法；圖2是圖1所示方法中的鑽井示意圖；圖3是本發明中的掃帚形水平分支井的俯視圖。
具體實施例方式圖1是本發明中的一種高瓦斯煤礦的瓦斯抽放方法。如圖1所示，該方法包括以 下步驟步驟101，一開向下鑽地層直到指定深度，下表層套管固井，形成表層直井段。本步驟中，可以採用石油鑽機領域的轉頭向下鑽穿鬆軟淺部地層。步驟102，二開側鑽開窗，並造斜鑽進，直到指定的煤層頂板著陸點，下技術套管固 井，形成造斜井段。本步驟中，煤層頂板著陸點是預先指定好的，因此在二開時定向鑽井，側鑽開窗並 造斜鑽進，直到目的地。步驟103，三開從煤層頂板著陸點開始，在煤層頂板中鑽構成掃帚形的多個水平分 支井。本步驟中，可以採用尺寸更小的鑽頭，即三開所用的鑽頭比一開和二開所用的鑽 頭的尺寸小。步驟104，利用所述構成掃帚形的多個水平分支井抽放瓦斯。通過圖1所示的方法，能夠快速、高效地抽放瓦斯。圖2是圖1所示方法中的鑽井示意圖。如圖2所示，一條直線示意性地表示地層 表面，用矩形框示意性地表示煤層頂板，用黑色圓點表示煤層頂板著陸點，並分別標識出了 表層直井段、造斜井段和掃帚行水平分支井。由於掃帚形說平分支井是水平方向的網裝井， 因此在圖3所示的視圖中只能用一條橫線來表示。圖3是本發明中的掃帚形水平分支井的俯視圖。如圖3所示，本發明中的構成掃 帚形的多個水平分支井包括兩條外圍分支井和兩條以上的內部分支井。在圖3中外圍分 支井用「 1，，進行標記，內部分支井用「 2，，進行標記。從圖3可以看出第一條外圍分支井是從煤層頂板著陸點起始的一條直線段；第 二條外圍分支井是從煤層頂板著陸點起始，偏離第一條外圍分支井第一預設距離，形成第 二外圍分支井的傾斜段，接著再與第一條外圍分支井平行的方向前進第二預設距離，形成 第二外圍分支井的直線段；每一個內部分支井從第一外圍分支井上的除端點以外的點起 始，偏離第一條外圍分支井第三預設距離，並與第二外圍分支井的直線段交叉連通；各內部 分支井的起始點不同。需要說明的是，本發明的掃帚形水平分支井，除了圖3所示的情形外，還包括與圖 2所示形狀對稱的情形，即第二外圍水平分支井和多個內部分支井也可以從另一個方向偏 離第一外圍分支井。在本發明的一個實施例中，還可以在每個外圍分支井和每個內部分支井的末端再 向下鑽進，向下鑽進的長度可以根據實際情況而定，可以不穿透煤層頂板，也可以穿透煤層頂板到達煤層。並且在每個外圍分支井和每個內部分支井的末端再向下鑽進時，還可以對 井眼進行擴孔，以擴大煤層的裸露面積。這裡，對於外圍分支井來說，其末端是指除所述煤層頂板著陸點以外的另一個端 點；對於內部分支井來說，其末端是除位於第一外圍分支井上的端點以外的另一個端點。在實際當中，應用本發明提供的瓦斯抽放方法時，選擇瓦斯含量和壓力較高，並且 煤層頂板力學穩定性好，分布較均勻，無較大斷層的煤礦較佳。瓦斯量和壓力越高，抽放效 果越好。另外，選擇煤層頂板含水量較小的煤礦，避免抽放瓦斯時，抽出的只是水。從上述實施例可以看出，本發明中的掃帚形的水平分支井系統由外圍分支井和內 部分支井形成連通的閉環圖形，能夠在煤層頂板形成網狀的連通井網，溝通煤層頂板中的 裂隙系統，快速降低煤層瓦斯壓力，實現快速、高效的抽放瓦斯，為高瓦斯構造的煤礦井的 安全、快速和高效開採奠定了基礎。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明保護的範圍之內。
權利要求
一種高瓦斯煤礦的瓦斯抽放方法，其特徵在於，該方法包括一開向下鑽地層直到指定深度，下表層套管固井，形成表層直井段；二開側鑽開窗，並造斜鑽進，直到指定的煤層頂板著陸點，下技術套管固井，形成造斜井段；三開從煤層頂板著陸點開始，在煤層頂板中鑽構成掃帚形的多個水平分支井；利用所述構成掃帚形的多個水平分支井抽放瓦斯。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述構成掃帚形的多個水平分支井包括 兩條外圍分支井和兩條以上的內部分支井；其中，第一條外圍分支井是從煤層頂板著陸點起始的一條直線段；第二條外圍分支井 是從煤層頂板著陸點起始，偏離第一條外圍分支井第一預設距離，形成第二外圍分支井的 傾斜段，接著再與第一條外圍分支井平行的方向前進第二預設距離，形成第二外圍分支井 的直線段；每一個內部分支井從第一外圍分支井上的除端點以外的點起始，偏離第一條外 圍分支井第三預設距離，並與第二外圍分支井的直線段交叉連通；各內部分支井的起始點 不同。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括在每個外圍分支井和 每個內部分支井的末端再向下鑽進。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括在每個外圍分支井和 每個內部分支井的末端再向下鑽進時，對井眼進行擴孔。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其特徵在於，三開所用的鑽頭比一開和二開所用的鑽頭的尺寸小。
全文摘要
本發明公開了一種高瓦斯煤礦的瓦斯抽放方法。該方法包括一開向下鑽地層直到指定深度，下表層套管固井，形成表層直井段；二開側鑽開窗，並造斜鑽進，直到指定的煤層頂板著陸點，下技術套管固井，形成造斜井段；三開從煤層頂板著陸點開始，在煤層頂板中鑽構成掃帚形的多個水平分支井；利用所述構成掃帚形的多個水平分支井抽放瓦斯。本發明的技術方案能夠快速、高效地抽放瓦斯。
文檔編號E21F7/00GK101985888SQ20101051795
公開日2011年3月16日 申請日期2010年10月25日 優先權日2010年10月25日
發明者彭宏釗, 畢延森, 毛志新, 王德桂, 鄧鈞耀, 陳東, 陳震, 鮮保安 申請人:中聯煤層氣國家工程研究中心有限責任公司;中石油煤層氣有限責任公司