本發(fā)明屬于煤層氣抽采技術(shù)，尤其涉及一種低透氣性突出煤層的煤層氣抽采方法。

背景技術(shù)：

我國大部分高瓦斯和突出煤礦所開采的煤層均屬于低透氣性煤層。隨著我國煤礦的深部開采，煤層透氣性更低，煤層氣利用更難。當(dāng)前我國煤礦煤層氣總體利用率低，煤層低透氣性問題一直影響著國內(nèi)外煤礦煤層氣的開采。

利用低透氣性煤層增透技術(shù)來提高煤層氣的利用率一直是國內(nèi)外研究前沿。在增加煤層透氣性方面，目前國內(nèi)外技術(shù)措施主要有兩大類：層內(nèi)措施和層外措施。在層內(nèi)措施中，前蘇聯(lián)曾實(shí)驗(yàn)用鹽酸化學(xué)法、水力破裂法、深孔松動(dòng)爆破法和靜電場等層內(nèi)增透法。但是在增加煤層透氣性方面采用水力壓裂法、水力空穴法、深孔預(yù)裂爆破法等，雖有一定效果，但抽采效率低下，且封孔裝藥等施工工藝復(fù)雜和難以實(shí)現(xiàn)。

在層外措施中，主要采用co2注氣、在外加交變電磁場、聲場等物理激勵(lì)促進(jìn)煤層氣解吸、流動(dòng)等；雖然co2注氣開采效果明顯，但氣源和經(jīng)濟(jì)性使其應(yīng)用范圍十分有限，且增加了工作面co2濃度。在外加交變電磁場、聲場等物理激勵(lì)促進(jìn)煤層氣解吸、流動(dòng)機(jī)理方面尚未成熟且施工困難成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種低透氣性突出煤層的煤層氣抽采方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)對低透氣性突出煤層的煤層氣抽采存在施工成本高，抽采效率低下等技術(shù)問題。

本發(fā)明技術(shù)方案：

一種低透氣性突出煤層的煤層氣抽采方法，它包括：

步驟1、在低透氣性突出煤層的掘進(jìn)工作面、采煤工作面、采煤工作面運(yùn)輸巷或回風(fēng)巷上均勻設(shè)置若干鉆孔；

步驟2、將鉆孔分為膨脹劑施工鉆孔和煤層氣利用鉆孔；且膨脹劑施工鉆孔和煤層氣利用鉆孔交替設(shè)置；

步驟3、將液態(tài)膨脹劑注入每個(gè)膨脹劑施工鉆孔中，使用封孔器封孔；

步驟4、在膨脹劑施工鉆孔的孔壁四周產(chǎn)生裂隙后通過煤層氣利用鉆孔對煤層氣進(jìn)行抽采。

步驟1所述鉆孔的半徑為40～120mm，施工溫度為20～35℃，孔深30～150m，孔間距為0.5～1.5m。

步驟3所述的液態(tài)膨脹劑為液態(tài)礦用靜態(tài)膨脹劑，液態(tài)膨脹劑裝藥量為孔深的1/3～2/3，礦用靜態(tài)膨脹劑產(chǎn)生的膨脹力為20～35mpa。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明通過在采煤工作面上交替設(shè)置膨脹劑施工鉆孔和煤層氣利用鉆孔，通過膨脹劑施工鉆孔注入膨脹劑，從而使其能夠產(chǎn)生足夠的膨脹力來裂開采掘工作面壓力集中區(qū)的煤層；通過注入定量膨脹劑于膨脹鉆孔內(nèi)，在膨脹力拉伸作用下，膨脹鉆孔開裂孔壁將煤層大量裂開，裂隙擴(kuò)展延伸貫通，形成發(fā)育完整的裂隙網(wǎng)絡(luò)通道，使煤層中煤層氣有暢通的滲透擴(kuò)散通道，煤層氣透氣性能大幅增加；通過抽放孔、管路和抽放泵組成的煤層氣系統(tǒng)開采低透氣性突出煤層的煤層氣，提高煤層氣利用率；本發(fā)明的制備方法工藝簡單、施工安全方便，效果明顯等優(yōu)點(diǎn)；解決了現(xiàn)有技術(shù)對低透氣性突出煤層的煤層氣抽采存在施工成本高，抽采效率低下等技術(shù)問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1鉆孔位置示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2鉆孔位置設(shè)置圖。

具體實(shí)施方式：

一種低透氣性突出煤層的煤層氣抽采方法，它包括：

步驟1、在低透氣性突出煤層的掘進(jìn)工作面、采煤工作面、采煤工作面運(yùn)輸巷或回風(fēng)巷上均勻設(shè)置若干鉆孔；步驟1所述鉆孔的半徑為40～120mm，施工溫度為20～35℃，孔深30～150m，孔間距為0.5～1.5m；本發(fā)明將鉆孔尺寸及孔間距設(shè)置為該尺寸是確保膨脹劑注入后，能夠形成完整的裂隙網(wǎng)絡(luò)通道，使煤層中煤層氣有暢通的滲透擴(kuò)散通道，煤層氣透氣性能。

步驟2、將鉆孔分為膨脹劑施工鉆孔和煤層氣利用鉆孔；且膨脹劑施工鉆孔和煤層氣利用鉆孔交替設(shè)置；交替設(shè)置膨脹劑施工鉆孔和煤層氣利用鉆孔，是為了最大可能的形成完整的裂隙網(wǎng)絡(luò)通道；使煤層透氣性能增加，且煤層氣能夠快速通過煤層氣利用鉆孔抽出，提高抽采效率。

步驟3、將液態(tài)膨脹劑注入每個(gè)膨脹劑施工鉆孔中，使用封孔器封孔；

步驟3所述的液態(tài)膨脹劑為液態(tài)礦用靜態(tài)膨脹劑，液態(tài)膨脹劑裝藥量為孔深的1/3～2/3，礦用靜態(tài)膨脹劑產(chǎn)生的膨脹力為20～35mpa。實(shí)現(xiàn)膨脹劑拉伸膨脹孔壁，使膨脹孔壁四周產(chǎn)生裂隙，形成突出煤層氣擴(kuò)散滲透通道，從而提高煤層氣利用效率。

步驟4、在膨脹劑施工鉆孔的孔壁四周產(chǎn)生裂隙后通過煤層氣利用鉆孔對煤層氣進(jìn)行抽采。

為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)一步了解本發(fā)明技術(shù)方案，本發(fā)明通過具體實(shí)施例對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)一步說明：

本發(fā)明的實(shí)施例1：在掘進(jìn)工作面煤巷上均勻設(shè)置若干個(gè)鉆孔，鉆孔分布位置如圖1所示，其中1～23為分布在煤層掘進(jìn)工作面上的鉆孔，鉆孔等間距均勻分布，其中1，2，4，5，7，10，12，14，16，18，20及22號鉆孔作為膨脹劑施工鉆孔；其中3，6，8，9，11，13，15，17，19，21及23號鉆孔作為煤層氣利用鉆孔；鉆孔的半徑為40～120mm，施工溫度為20～35℃，孔深30～150m，孔間距為0.5～1.5m；選取相間隔的鉆孔作為礦用靜態(tài)膨脹劑施工鉆孔；煤層氣利用鉆孔與礦用靜態(tài)膨脹劑施工鉆孔交替設(shè)置；將液態(tài)礦用靜態(tài)膨脹劑注入每個(gè)鉆孔中，使用封孔器封孔，礦用靜態(tài)膨脹劑的裝藥量為孔深的1/3～2/3，礦用靜態(tài)膨脹劑產(chǎn)生的膨脹力為20～35mpa；礦用靜態(tài)膨脹劑拉伸膨脹孔壁，使膨脹孔壁四周產(chǎn)生裂隙，形成突出煤層氣擴(kuò)散滲透通道，從而提高煤層氣利用效率。

本發(fā)明的實(shí)施例2：在采煤工作面運(yùn)輸巷或回風(fēng)巷上均勻設(shè)置若干個(gè)鉆孔，鉆孔分布位置如圖2所示，其中1～28為分布在采煤工作面運(yùn)輸巷或回風(fēng)巷上的鉆孔，鉆孔等間距均勻分布，其中1，3，5，7，9，11，13，15，17，19，21，23，25及27號鉆孔作為膨脹劑施工鉆孔；其中2，4，6，8，10，12，14，16，18，20，22，24，26及28號鉆孔作為煤層氣利用鉆孔；鉆孔的半徑為40～120mm，施工溫度為20～35℃，孔深30～150m，孔間距為0.5～1.5m；選取相間隔的鉆孔作為礦用靜態(tài)膨脹劑施工鉆孔；煤層氣利用鉆孔與礦用靜態(tài)膨脹劑施工鉆孔交替設(shè)置；將液態(tài)礦用靜態(tài)膨脹劑注入每個(gè)鉆孔中，使用封孔器封孔，礦用靜態(tài)膨脹劑的裝藥量為孔深的1/3～2/3，礦用靜態(tài)膨脹劑產(chǎn)生的膨脹力為20～35mpa；礦用靜態(tài)膨脹劑拉伸膨脹孔壁，使膨脹孔壁四周產(chǎn)生裂隙，形成突出煤層氣擴(kuò)散滲透通道，從而提高煤層氣利用效率。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種低透氣性突出煤層的煤層氣抽采方法，它包括：步驟1、在低透氣性突出煤層的掘進(jìn)工作面、采煤工作面、采煤工作面運(yùn)輸巷或回風(fēng)巷上均勻設(shè)置若干鉆孔；步驟2、將鉆孔分為膨脹劑施工鉆孔和煤層氣利用鉆孔；且膨脹劑施工鉆孔和煤層氣利用鉆孔交替設(shè)置；步驟3、將液態(tài)膨脹劑注入每個(gè)膨脹劑施工鉆孔中，使用封孔器封孔；步驟4、在膨脹劑施工鉆孔的孔壁四周產(chǎn)生裂隙后通過煤層氣利用鉆孔對煤層氣進(jìn)行抽采；解決了現(xiàn)有技術(shù)對低透氣性突出煤層的煤層氣抽采存在施工成本高，抽采效率低下等技術(shù)問題。

技術(shù)研發(fā)人員：謝雄剛;郭鵬飛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：貴州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.05
技術(shù)公布日：2017.08.11