專利名稱：煤巖巷快速掘進(jìn)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在井下煤巖體中進(jìn)行水力壓裂，使煤巖體增透、消突，從而提高煤 巖體透氣性，并達(dá)到安全快速掘進(jìn)的煤巖巷快速掘進(jìn)的方法。
背景技術(shù)：
井下煤巖體增透、消突、安全快速掘進(jìn)是公認(rèn)的世界性難題。由于井下煤巖層深 孔鉆進(jìn)困難，即煤層鉆孔深度受限，使得掘進(jìn)時存在瓦斯超限、瓦斯積聚、甚至瓦斯突出等 災(zāi)害，即使投入大量的資金，實施大量的鉆孔工程仍不能滿足掘進(jìn)的安全需求，況且鉆孔工 程使工人直接面對瓦斯突出煤體，人身安全受到極大威脅，造成了掘進(jìn)工作面效率低、進(jìn)尺 少，使得采掘比例嚴(yán)重失調(diào)，影響了煤礦企業(yè)的整體部署，使煤礦企業(yè)發(fā)展裹足不前。為解決井下煤巖體增透、消突、快速掘進(jìn)的問題，國內(nèi)外煤炭科研人員進(jìn)行了廣泛 的研究，先后實施了多項增透、消突、安全掘進(jìn)措施，并取得了一定的效果。目前可供采取的 主要措施有瓦斯抽采巷、超前鉆孔、密集鉆孔、深孔注水、水力沖孔、水力割縫、深孔松動爆 破和深孔控制爆破等，這些增透、消突、安全掘進(jìn)措施普遍存在著整體卸壓不夠充分，抽采 空白帶較大，施工工序復(fù)雜等問題，往往以密集布孔、高工程投入為代價。地面煤層氣增透、 消突技術(shù)主要限于原生結(jié)構(gòu)煤層、鉆井施工及地質(zhì)條件要求嚴(yán)格、投入高、運營周期長、風(fēng) 險性大，因此無法保障高瓦斯礦井的安全快速掘進(jìn)，對于松軟低滲煤層效果更差；瓦斯抽采 巷施工工程量大、投入高、維護(hù)困難，高瓦斯礦井瓦斯涌出量大的情況，無法很好解決瓦斯 超限等問題，最終無法保證安全快速掘進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)行煤巖體增透、消突、安全快速掘進(jìn)困難的 現(xiàn)狀，提供一種提高煤巖體透氣性、防治煤與瓦斯突出、實現(xiàn)安全快速掘進(jìn)的煤巖體增透、 消突、安全快速掘進(jìn)的煤巖巷快速掘進(jìn)的方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案按如下操作步驟進(jìn)行第一步，在掘進(jìn)迎頭施工壓裂長鉆孔，鉆孔終孔位置一定要過卸壓區(qū)，保證周圍無 地質(zhì)、前探鉆孔存在，并用壓裂專用封孔器封孔；第二步，敷設(shè)高壓管路，安裝、布置、調(diào)試壓裂泵組；第三步，在保證高壓管路暢通的情況下，通過高壓管路連接壓裂專用封孔器；第四步，掘進(jìn)迎頭停電、撤人、設(shè)置安全警戒線，專業(yè)操作人員開啟壓裂泵組，實施 掘進(jìn)水力破裂作業(yè)；第五步，井下排水、實施抽采孔，聯(lián)網(wǎng)抽采瓦斯，達(dá)到提高煤層透氣性、增大瓦斯抽 采量、防治煤與瓦斯突出、實現(xiàn)安全快速掘進(jìn)的目的。本發(fā)明具有實施掘進(jìn)水力破裂作業(yè)，井下排水、實施抽采孔，聯(lián)網(wǎng)抽放瓦斯，可以 達(dá)到增透、消突、安全掘進(jìn)的特點，同時還具有濕潤煤體、軟化頂板、抑制煤層自然發(fā)火等效 果，大大改善了工人的作業(yè)環(huán)境。作業(yè)實施過程中，掘進(jìn)迎頭無人值守、停電撤人、壓裂措施操作在避災(zāi)指揮艙實現(xiàn)，為本安型方法，本發(fā)明對煤巖體掘進(jìn)比常規(guī)措施安全、高效，可以 提高煤層透氣性上百倍，瓦斯抽采效果明顯，壓裂后，防突指標(biāo)均不超臨界值，最終達(dá)到安 全快速掘進(jìn)的目的。


圖1為本發(fā)明的整體施工布置圖。圖2為圖1中的A-A剖視圖。
具體實施例方式如圖1、2所示，本發(fā)明按如下步驟操作進(jìn)行第一步，在掘進(jìn)迎頭施工壓裂長鉆孔，鉆孔終孔位置一定要過卸壓區(qū)，保證周圍無 地質(zhì)、前探鉆孔存在，并用壓裂專用封孔器封孔；第二步，敷設(shè)高壓管路，安裝、布置、調(diào)試壓裂泵組；第三步，在保證高壓管路暢通情況下，通過高壓管路連接壓裂專用封孔器；第四步，掘進(jìn)迎頭停電、撤人、設(shè)置安全警戒線，專業(yè)操作人員開啟壓裂泵組，實施 掘進(jìn)水力破裂作業(yè)；第五步，井下排水、實施抽采孔，聯(lián)網(wǎng)抽采瓦斯，達(dá)到提高煤層透氣性、增大瓦斯抽 采量、防治煤與瓦斯突出、實現(xiàn)安全快速掘進(jìn)的目的。本發(fā)明公布的一種在煤巖體中增透、消突、安全快速掘進(jìn)的方法基本原理是將高 壓壓裂液和支撐劑壓入煤層，克服最小主應(yīng)力和煤巖體的破裂壓力，使煤層中原有的裂縫 充分張開、延伸、相互溝通，達(dá)到增加導(dǎo)流能力的目的。首先在掘進(jìn)迎頭施工長鉆孔，終孔 位置一定過開采卸壓區(qū)，鉆孔附近不應(yīng)存在地質(zhì)、前探等長鉆孔，并使用壓裂專用封孔器封 孔，封孔位置一定超過開采卸壓區(qū)，同時敷設(shè)高壓管路，安裝、布置、調(diào)試壓裂泵組；然后通 過高壓管路連接壓裂專用封孔器；最后掘進(jìn)迎頭停電、撤人、設(shè)置安全警戒線，專業(yè)操作人 員開啟壓裂泵組，實施掘進(jìn)水力破裂作業(yè)，井下排水、實施抽采孔，聯(lián)網(wǎng)抽放瓦斯，達(dá)到增 透、消突、安全掘進(jìn)的目的，還具有濕潤煤體、軟化頂板、抑制煤層自然發(fā)火等效果，大大改 善了工人的作業(yè)環(huán)境。作業(yè)實施過程中，掘進(jìn)迎頭無人值守、停電撤人、壓裂措施操作在避 災(zāi)指揮艙實現(xiàn)，對煤巖體掘進(jìn)比常規(guī)措施安全、高效，可以提高煤層透氣性上百倍，瓦斯抽 采效果明顯，壓裂后，防突指標(biāo)均不超臨界值，最終達(dá)到安全快速掘進(jìn)的目的。
權(quán)利要求
一種煤巖巷快速掘進(jìn)的方法，其特征在于按如下操作步驟進(jìn)行第一步，在掘進(jìn)迎頭施工壓裂長鉆孔，鉆孔終孔位置一定要過卸壓區(qū)，保證周圍無地質(zhì)、前探鉆孔存在，并用壓裂專用封孔器封孔；第二步，敷設(shè)高壓管路，安裝、布置、調(diào)試壓裂泵組；第三步，在保證高壓管路暢通的情況下，通過高壓管路連接壓裂專用封孔器；第四步，掘進(jìn)迎頭停電、撤人、設(shè)置安全警戒線，專業(yè)操作人員開啟壓裂泵組，實施掘進(jìn)水力破裂作業(yè)；第五步，井下排水、實施抽采孔，聯(lián)網(wǎng)抽采瓦斯，達(dá)到提高煤層透氣性、增大瓦斯抽采量、防治煤與瓦斯突出、實現(xiàn)安全快速掘進(jìn)的目的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在井下煤巖體中進(jìn)行水力壓裂，從而提高透氣性、安全快速掘進(jìn)的煤巖巷快速掘進(jìn)的方法，首先在掘進(jìn)迎頭施工長鉆孔，終孔位置一定過開采卸壓區(qū)，鉆孔附近不應(yīng)存在地質(zhì)、前探等長鉆孔，并使用壓裂專用封孔器封孔，封孔位置一定超過開采卸壓區(qū)，同時敷設(shè)高壓管路，安裝、布置、調(diào)試壓裂泵組；然后通過高壓管路連接壓裂專用封孔器；最后掘進(jìn)迎頭停電、撤人、設(shè)置安全警戒線，專業(yè)操作人員開啟壓裂泵組，實施掘進(jìn)水力破裂作業(yè)，井下排水、實施抽采孔，聯(lián)網(wǎng)抽放瓦斯，達(dá)到增透、消突、安全掘進(jìn)的目的，比常規(guī)措施安全、高效，可提高煤層透氣性上百倍，瓦斯抽采效果明顯，壓裂后防突指標(biāo)均不超臨界值，最終達(dá)到安全快速掘進(jìn)的目的。
文檔編號E21D9/00GK101975066SQ20101050105
公開日2011年2月16日 申請日期2010年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月9日
發(fā)明者付江偉, 史小衛(wèi), 姜光杰, 孫明闖, 李紅曉, 林萌, 王思鵬, 白新華, 耿義, 范永杰, 袁宗柱, 郭啟文, 陳平生 申請人:河南省煤層氣開發(fā)利用有限公司