[发明专利]煤矿区煤层气四区联动井上下联合抽采方法

权利要求书

1.一种煤矿区煤层气“四区联动”井上下联合抽采方法，其特征在于：依据时空关系和采掘先后顺序，将煤矿区划分为规划区、准备区、生产区、采空区；规划区为煤炭资源在5年以后才进行采煤作业的区域；准备区为3～5年内即将进行回采的区域；生产区为煤炭生产矿井的现有生产区域；采空区为煤矿作业过程中，将地下煤炭开采后留下的区域；规划区采用地面预抽的方式进行提前抽采，包括地面预抽垂直井、地面预抽水平井；准备区采用井上下联合抽采方式，通过井下定向长钻孔与地面采动直井的压裂影响区沟通，利用压裂影响区提升渗透率；生产区采用区域递进式顺层钻孔、高位定向长钻孔、穿层钻孔进行井下抽采，地面利用地面采动直井、地面采动L型井进行抽采；采空区通过施工采空区地面垂直井抽采。

2.根据权利要求1所述的煤矿区煤层气“四区联动”井上下联合抽采方法，其特征在于：所述的规划区、准备区、生产区和采空区“四区”的划分随煤矿采掘推进、抽采时间的延长和煤层气含气量及瓦斯压力的变化而呈动态演变，煤层含气量大于16 m³/t，瓦斯压力高于0.74MPa的区域进行地面预抽；在含气量8～16 m³/t区域采取井上下联动抽采；含气量低于8 m³/t，瓦斯压力低于0.74MPa的区域，实施井下区域递进式抽采；规划区预抽5～10年后转化为准备区，准备区抽采3～5年后转化为生产区，生产区在煤炭回采完成后则转化为采空区。

3.根据权利要求2所述的煤矿区煤层气“四区联动”井上下联合抽采方法，其特征在于：所述的地面预抽垂直井为套管完井，采用二开井身结构，一开采用直径Φ311.1mm的钻头，下入Φ244.5mm的套管，二开采用Φ215.9mm的钻头，下入Φ139.7mm的套管，套管下至目的煤层以下30m；

地面预抽水平井包括U型水平井、L型水平井；U型水平井由水平井和垂直井组成，水平井采用三开结构，一开采用直径Φ444.5mm的钻头，下入Φ339.7mm的套管，二开采用Φ311.1mm的钻头，下入Φ244.5mm的套管，三开采用Φ215.9mm的钻头，下入Φ139.7mm的套管；垂直井为二开结构，一开采用Φ311.1mm的钻头，下入Φ244.5mm的套管，二开采用Φ215.9mm的钻头，下入Φ177.8mm的套管，且在煤层段采用玻璃钢套管，施工过程中先完成垂直井的作业，然后再进行水平井作业，并将水平井穿过垂直井玻璃钢，与直井连通后继续延伸，完成U型水平井的连通；

L型水平井采用三开井身结构方式，一开采用Φ311.15mm钻头钻入稳定基岩5m～10m，下入J55钢级Φ273mm表层套管，固井水泥返至地面；二开采用Φ241mm钻头钻进至煤层顶板以上5m处，下入J55钢级Φ193.7mm技术套管至煤层顶板以上10m处，固井水泥返至地面；三开采用Φ171.5mm钻头钻进，进入煤层后沿煤层钻进，下入Φ139.7mm的套管进行完井；然后，对水平段进行射孔、压裂作业，完成煤层的增透改造。

4.根据权利要求2所述的煤矿区煤层气“四区联动”井上下联合抽采方法，其特征在于，所述的准备区具体的抽采方式为：通过地面采动直井对目的煤层进行水力压裂改造，通过地面监测圈定出地面井压裂影响范围，然后，在井下巷道向压裂影响区施工顺煤层长钻孔或穿层钻孔进行井下瓦斯抽采。

5.根据权利要求2所述的煤矿区煤层气“四区联动”井上下联合抽采方法，其特征在于：所述的生产区在采煤工作面进行煤炭生产的同时，采用区域递进式顺层钻孔、高位定向长钻孔、穿层钻孔进行井下抽采，地面利用地面采动直井、地面采动L型井进行抽采；

地面采动直井布置于距离回风巷50m、顶板以上40m～60m区域；

地面采动L型井从地面施工，将水平段置于沿煤层走向的顶板岩层中，地面采动L型井采用三开结构，一开采用直径Φ483mm的钻头，下入Φ406.4mm的套管，二开采用Φ311.1mm的钻头，下入Φ244.48mm的套管，三开采用Φ215.9mm的钻头，钻至顶板裂隙带中，裸眼完井。

6.根据权利要求2所述的煤矿区煤层气“四区联动”井上下联合抽采方法，其特征在于：所述的采空区采用地面垂直井抽采煤层气，采空区地面垂直井采用二开封固含水层，三开下入割缝套管护壁的垂直抽采井三开井身结构。