[发明专利]一种含水条件下废弃矿井采空区煤层气地面排采方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在地面抽采井下采空区残留煤层气的方法，尤其适用于含水条件下废弃矿井采空区的煤层气抽采。

背景技术

我国是世界上最大的煤炭生产和消费国。长期以来大规模高强度的煤炭开采产生了为数众多的废弃矿井和面积巨大的采空区，且绝大多数废弃矿井为中－高瓦斯矿井。对废弃矿井煤层气进行抽采利用不仅可将长期被忽略的废弃矿井采空区煤层气资源“变废为宝”，同时可为煤炭资源丢失较严重的废弃矿井的残煤复采提供安全保障。

然而，我国多数矿井水文地质条件复杂，废弃之后即遭到了水淹，这使得采空区内仍有相当一部分煤层气被水力所封堵，赋存于采空区遗煤中。然而现有的采空区煤层气抽采技术很少考虑采空区积水对煤层气抽采的影响。因此，亟须寻求一种含水条件下废弃矿井采空区高效抽采煤层气的方法。

发明内容

本发明提供一种含水条件下废弃矿井采空区煤层气地面排采方法。

本发明的技术方案：一种含水条件下废弃矿井采空区煤层气地面排采方法，其具体内容如下：

a. 由地面向下施工直径为0.25~0.30m且深度为8~10m的大孔，向大孔中插入套管至大孔底部，且套管上端露出地面0.5~1.0m；在套管和大孔之间注入混凝土浆液。

b. 以套管的轴线为中心，施工直径为0.15~0.20m的小孔直至采空区底部。向小孔内插入抽水管，抽水管的上端穿过套管并与套管上端焊接，且抽水管的上端设有第一阀门；在套管的侧边开孔并与抽采管连通，抽采管上依次安设有第二阀门、气体流量计和气体浓度检测器 。

c. 打开第一阀门，关闭第二阀门，由抽水管抽取采空区中的积水，直至抽水管抽不出积水时，关闭第一阀门，打开第二阀门，经抽采管抽采采空区内的煤层气；计刚开始抽采时气体流量计与气体浓度检测器的示数乘积为M，抽采过程中当气体流量计与气体浓度检测器的示数乘积N达到M的1/6~1/4时，停止抽采 。

d．循环步骤c,直至气体流量计与气体浓度检测器的示数乘积M达到初次抽采时M的1/10时，则关闭第二阀门,完成对采空区内煤层气的抽采。

本发明的有益效果：

（1）地面钻孔既用于排水，又用以抽采煤层气，实现了一孔多用、气水分离。

（2）通过抽取采空区积水使得赋存于采空区遗煤中的煤层气得以释放，从而实现了煤层气的高效抽采。

附图说明

图1是本发明的技术原理示意图。

图中：1.地面 2.大孔 3.套管 4.混凝土浆液 5.小孔 6.采空区 7.抽水管 8.第一阀门 9.抽采管 10.第二阀门 11.气体流量计 12.气体浓度检测器 13.积水。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实例作进一步描述：

a. 由地面(1)向下施工直径为0.25~0.30m且深度为8~10m的大孔(2)，向大孔(2)中插入套管(3)至大孔(2)底部，且套管(3)上端露出地面(1)0.5~1.0m；在套管(3)和大孔(2)之间注入混凝土浆液（4）。

b. 以套管(3)的轴线为中心，施工直径为0.15~0.20m的小孔(5)直至采空区(6)底部。向小孔(5)内插入抽水管(7)，抽水管(7)的上端穿过套管(3)并与套管(3)上端焊接，且抽水管(7)的上端设有第一阀门(8)；在套管(3)的侧边开孔并与抽采管(9)连通，抽采管(9)上依次安设有第二阀门(10)、气体流量计(11)和气体浓度检测器 (12)。

c. 打开第一阀门(8)，关闭第二阀门(10)，由抽水管(7)抽取采空区(6)中的积水（13），直至抽水管(7)抽不出积水（13）时，关闭第一阀门(8)，打开第二阀门(10)，经抽采管(9)抽采采空区(6)内的煤层气；计刚开始抽采时气体流量计（11）与气体浓度检测器（12）的示数乘积为M，抽采过程中当气体流量计（11）与气体浓度检测器（12）的示数乘积N达到M的1/6~1/4时，停止抽采 。

d．循环步骤c,直至气体流量计（11）与气体浓度检测器（12）的示数乘积M达到初次抽采时M的1/10时，则关闭第二阀门(10)。

由于采空区(6)中的积水（13）被抽走，从而体系的压力降低，使得赋存于遗煤中的煤层气发生解吸，由吸附态转变为游离态，因此可以对煤层气实现抽采。