[发明专利]井上下联合抽采方法

说明书

本发明涉及地下瓦斯抽采技术领域，特别涉及一种井上下联合抽采方法。通过对瓦斯压力和瓦斯含量进行判定以确定采用多源联合抽采或分源联合抽采的方式，同时还可以根据渗透性进一步对抽采方法进行细化，从而提高瓦斯含量的抽采效率，该方法适用于不同类型煤矿井的瓦斯抽采。

技术领域

本发明涉及地下瓦斯抽采技术领域，特别涉及一种井上下联合抽采方法。

背景技术

我国90％以上煤矿具有煤层群赋存条件，在煤炭开采过程中，保护层开采是目前最经济、最有效的防治煤与瓦斯突出和实现本质安全型生产的区域性措施。但我国煤层群赋存条件多样，存在超远距离、远距离、中距离、近距离煤层群赋存类别，煤炭开采与瓦斯抽采工序复杂，瓦斯抽采受到煤炭开采时间顺序、空间布局、采掘部署的制约；同时，随着开采深度的增加，煤层瓦斯压力、瓦斯含量急剧增大，突出危险性增加，井下瓦斯抽采钻孔施工过程面临严重的喷孔、顶钻等伤人危险，给煤炭安全开采带来巨大挑战。

中国专利公开号CN104131831A提出一种在裂隙带与弯曲下沉带之间的过渡区采用U型井方式抽采开采煤层顶板区域采动区瓦斯的方法；中国专利公开号CN102678092A提出先利用地面钻井进行煤储层改造、瓦斯抽采，待瓦斯抽采量降至一定值后，井下施工巷道井巷工程及压裂孔，实施井下抽采；中国专利公开号CN101915083A提出一种地面钻井与井下定向钻孔联合抽采瓦斯的方法。以上专利主要采用单井筒(垂直井、L型井)、双井筒(U型井)进行煤层瓦斯预抽和卸压瓦斯抽采，未对保护层与被保护层同时进行抽采的多源瓦斯抽采方法及保护层与被保护层分别进行抽采的分源瓦斯抽采方法进行阐述。

发明内容

本发明目的是提供一种井上下联合抽采方法，通过对瓦斯压力和瓦斯含量进行判定以确定采用多源联合抽采或分源联合抽采的方式，并可根据渗透性进一步对抽采方法进行细化，从而提高瓦斯的抽采效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

对待抽采区域的瓦斯压力、瓦斯含量进行检测；

判断检测的瓦斯压力和瓦斯含量所属的范围，确定抽采方法：若瓦斯压力P≥3MPa、瓦斯含量W≥15m³/t，采用井上下多源联合抽采方法；若瓦斯压力P≤3MPa、瓦斯含量W≤15m³/t，采用井上下分源联合抽采方法；

所述井上下多源联合抽采的方法步骤如下：对抽采区域的渗透性进行判断，若渗透性系数λ＞0.1m²/MPa²·d，则首先对保护层采用地面井、井下措施进行递进式或同步式预抽防突，对被保护层采用地面井预抽及采动井抽采为主、井下措施为辅的卸压抽采防突，实现地面井同时进行预抽及采动卸压抽采的功能；进一步利用地面抽采井，同时井下施工穿层、顺层、定向梳状孔，实现井上下联合抽采，快速降低煤层的瓦斯含量至防突有效允许范围内；根据采掘工作面生产能力计算瓦斯涌出情况，进一步采用地面钻井、井下钻孔结合其他抽排方式同时对采掘工作面进行抽采，实现抽采达标；

特别地，针对中硬及以上硬度的煤层群，水平井设置在煤层中，为进一步增加煤层透气性和缩短抽采达标时间，水平井的水平段进行压裂，保护层与被保护层均设置水平井。

若渗透性系数λ≤0.1m²/MPa²·d，针对松软煤层群，把地面水平井设置在煤层顶底板岩层中，水平段进行分段压裂。

特别地，水平井的水平段长度500-1000m，水平段轨迹控制在垂直距离目标煤层顶界以上0.5-2m的范围，分段压裂间距80-100m。

所述井上下分源联合抽采的方法步骤如下：对抽采区域的渗透性进行判断，若渗透性系数λ＞0.1m²/MPa²·d，采用井下或井上直接抽采方式；若渗透性系数λ≤0.1m²/MPa²·d，对保护层采用井下措施进行预抽、对被保护层采用地面井进行卸压抽采。