[发明专利]一种液氮冻融裂化煤层增透的煤层气开采方法

权利要求书

1.一种液氮冻融裂化煤层增透的煤层气开采方法，其特征在于：包括以下步骤：

a)在井下巷道内向煤层气开采煤层(1)钻出抽采钻孔(2)，并在所述抽采钻孔(2)内切割出若干切槽(3)；

b)在所述煤层气开采煤层(1)内，与所述抽采钻孔(2)距离2-6m的位置钻出监测钻孔(4)；

c)布置抽采管路(5)，将所述抽采管路(5)一端伸入至所述抽采钻孔(2)内，另一端与抽采设备连通，在所述抽采管路(5)上安装抽采截止阀(6)；

d)布置注射管路(7)，将所述注射管路(7)一端伸入至所述抽采钻孔(2)内，另一端与注液氮泵(8)连通，在所述注射管路(7)上安装注液氮截止阀(9)；

e)使用抽采钻孔密封装置(10)对所述抽采钻孔(2)进行密封；

f)在所述监测钻孔(4)内安装温度监测装置(11)，并将稳定后的温度值确定为初始值T₀，使用监测钻孔密封装置(12)进行密封所述监测钻孔(4)；

g)在确定所述注液氮截止阀(9)关闭，所述抽采截止阀(6)开启的情况下，启动抽采设备开始煤层气抽采作业；

h)在监测到煤层气抽采瞬时量降低到初始抽采值的30％-50％或低于30ml/min时，关闭所述抽采截止阀(6)和所述抽采设备，停止抽采作业；

i)打开所述注液氮截止阀(9)，启动所述注液氮泵(8)，开始对所述抽采钻孔(2)进行注液氮作业，液氮注入速度为20-40ml/min；

j)当所述温度监测装置(11)监测到的温度T降低至初始值T₀的10％以内时，关闭所述注液氮泵(8)和所述注液氮截止阀(9)；

k)当所述温度监测装置(11)监测到的温度T上升至初始值T₀附近时，重复操作步骤i)和j)；

l)重复步骤k)3-5次，完成注液氮作业；

m)重复步骤g)-l)；

n)重复步骤m)2-3次。

2.根据权利要求1所述的液氮冻融裂化煤层增透的煤层气开采方法，其特征在于：在步骤d)之后，在步骤i)之前，还包括步骤d1)：将注水泵(13)与所述注射管路(7)连接，并在连接管路上安装注水截止阀(14)，确定所述注水截止阀(14)处于关闭状态；

在步骤d1)之后，在步骤i)之前，还包括步骤i1)：打开所述注水截止阀(14)，启动所述注水泵(13)，进行注水作业，注水速度为40-100l/min，注水3-5h后，关闭所述注水泵(13)和所述注水截止阀(14)，完成注水作业。

3.根据权利要求2所述的液氮冻融裂化煤层增透的煤层气开采方法，其特征在于：所述注水泵(13)和所述注水截止阀(14)之间还连接有脉冲注水控制器(15)，用于形成脉冲式水流，并调整注水压力，使注水压力保持在2-5MPa。

4.根据权利要求1-3任一所述的液氮冻融裂化煤层增透的煤层气开采方法，其特征在于：所述抽采钻孔(2)长度为15-80m，直径为70-100mm。

5.根据权利要求1-3任一所述的液氮冻融裂化煤层增透的煤层气开采方法，其特征在于：所述切槽(3)深度为30-50cm，宽度为5-10cm，相邻两个所述切槽(3)的距离为1.5-2.5m，所述切槽(3)的切槽面与煤层最大主应力方向夹角大于87°。