[发明专利]一种煤层瓦斯预抽采方法及抽采孔径向钻进导向装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤层瓦斯气抽采方法，尤其是一种煤层瓦斯预抽采方法及抽采孔径向钻进导向装置。

背景技术

煤层瓦斯是一种洁净能源，但对煤矿生产而言更是一种灾害源。我国的煤炭赋存地质条件复杂，主要依靠地下开采，随着开采深度的增加，煤层瓦斯含量逐渐增加，煤层瓦斯压力增大，突出的危险性增高，防突难度越来越大。采煤瓦斯预抽是在煤巷掘进前对需掘进巷道的区域进行条带式预抽采。现有抽采方式是在煤层底板或顶板内掘进一底抽巷或顶抽巷，在底抽巷或顶抽巷内向煤层条带区域钻孔。由于这种抽采方式需要掘进底抽巷或顶抽巷，其工作量大，巷道掘进准备时间长，掘进效率低。为此，需要对现有煤层瓦斯预抽方式和装置进行改进。

发明内容

本发明的第一目的是针对现有的煤层抽采技术的不足，提供一种煤层瓦斯预抽采方法，通过在煤层底板或顶板内钻进抽采孔替代抽采巷，以取消底抽巷或顶抽巷，减少采煤巷道掘进准备工作的工程量，缩短采煤准备时间，提高采煤效率。

为实现第一目的，本发明采用如下技术方案：

一种煤层瓦斯预抽采方法，包括以下步骤：

a、在煤层底板或顶板内，从石门巷道沿煤层走向钻进抽采孔，该抽采孔顺煤层走向延伸；

b、在抽采孔内安设由固定盘和活动导向部件构成的液力钻孔径向钻进导向装置，并将固定盘与抽采孔的孔口处岩壁固定连接；

c、按拟钻分支孔钻进的设定方向和位置调整径向钻进导向装置的活动导向部件；

d、将水力喷射钻孔设备的射流喷头，以及与射流喷头连接的可弯曲介质管道置入活动导向部件内，并通过活动导向部件前端使射流喷头轴向与抽采孔轴向呈60～90°夹角的偏转；

e、利用水力喷射钻孔设备钻进分支孔至设定深度后，退出可弯曲介质管道和射流喷头；

f、重复步骤c～e，直至设定区域内的分支孔全部喷射完成；

g、拆除钻进导向装置及水力喷射钻孔设备，将压裂筛管置入抽采孔，并对抽采孔按压裂要求进行封孔；

h、将压裂筛管与压裂泵组连接，利用压裂泵组对煤层预抽条带控制区域进行水力压裂的增透处理；

i、拆除压裂筛管与压裂泵组的连接管件，将压裂筛管与煤矿井下瓦斯抽采系统连接，进行煤层瓦斯抽采，直至煤层预抽条带控制区域内的瓦斯含量符合巷道安全掘进标准。

采用上述技术方案的本发明，在井下巷道间的石门位置在煤层底板或顶板的岩层内钻进沿煤层走向延伸的抽采孔，通过在该抽采孔内设置径向钻进导向装置和在径向钻进导向装置内安设液力喷射钻孔喷头和可弯曲介质管道，实现以抽采孔为主干孔的多个分支孔，并通过水力压裂增透后进行条带煤层气的预抽采，从而以抽采孔替代底抽巷或顶抽巷的方式实现条带瓦斯预抽采，不再需掘进底抽巷或顶抽巷，可有效减少条带瓦斯预抽采及煤巷掘进的准备工作，缩短采煤准备时间，提高采煤效率。

本发明的第二目的是提供一种煤层瓦斯预抽采孔径向钻进导向装置，通过该装置实现液力喷射钻孔的拐弯转向，以在抽采主干孔上形成多个分支孔实现煤层条带瓦斯预抽采，达到以主干孔替代底抽巷或顶抽巷的目的。

为实现第二目的，本发明采用如下方案。

一种煤层瓦斯预抽采孔径向钻进导向装置，包括固定盘和活动导向部件，固定盘设有与用于岩壁固定连接的安装孔，固定盘的外盘面上形成有角度刻度；所述活动导向部件包括过渡盘，过渡盘通过螺钉同轴连接在所述固定盘的外盘面上，过渡盘上设有的螺钉连接孔呈弧形腰槽状，过渡盘外圆柱表面上设有刻线槽，过渡盘的内孔表面上形成有挡舌；过渡盘通过内孔滑动配合有导向管，导向管的外圆柱表面上形成有与挡舌间隙配合的导向槽；导向管由弯管和直管和组成，该弯管的出口处轴线与直管轴线呈60～90°夹角的偏转。

采用上述技术方案的本发明，使用时，将活动导向部件设置在煤层底板或顶板形成的抽采主干孔内，并通过固定盘固定在主干孔的孔口岩壁上，活动导向部件用于分支孔的径向钻进导向，以形成与主干孔呈60～90°夹角的分支孔，通过移动直管调整弯管到固定盘之间的距离，以形成沿主干孔轴线分布的多个分支孔，同时，通过转动过渡盘使弯管转动一定角度，以在主干孔的同一深度位置形成多个分支孔，以实现通过主干抽采孔替代底抽孔或顶抽孔的目的。

优选的，所述过渡盘上固定连接有手柄。便于对过渡盘实施转位操作。