專利名稱:煤巖巷快速掘進的方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種在井下煤巖體中進行水力壓裂,使煤巖體增透、消突,從而提高煤 巖體透氣性,并達到安全快速掘進的煤巖巷快速掘進的方法。
背景技術:
井下煤巖體增透、消突、安全快速掘進是公認的世界性難題。由于井下煤巖層深 孔鉆進困難,即煤層鉆孔深度受限,使得掘進時存在瓦斯超限、瓦斯積聚、甚至瓦斯突出等 災害,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,造成了掘進工作面效率低、進尺 少,使得采掘比例嚴重失調(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、快速掘進的問題,國內(nèi)外煤炭科研人員進行了廣泛 的研究,先后實施了多項增透、消突、安全掘進措施,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)條件要求嚴格、投入高、運營周期長、風 險性大,因此無法保障高瓦斯礦井的安全快速掘進,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。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)行煤巖體增透、消突、安全快速掘進困難的 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)安全快速掘進的煤巖體增透、 消突、安全快速掘進的煤巖巷快速掘進的方法。為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術方案按如下操作步驟進行第一步,在掘進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,掘進迎頭停電、撤人、設置安全警戒線,專業(yè)操作人員開啟壓裂泵組,實施 掘進水力破裂作業(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)安全快速掘進的目的。本發(fā)明具有實施掘進水力破裂作業(yè),井下排水、實施抽采孔,聯(lián)網(wǎng)抽放瓦斯,可以 達到增透、消突、安全掘進的特點,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,掘進迎頭無人值守、停電撤人、壓裂措施操作在避災指揮艙實現(xiàn),為本安型方法,本發(fā)明對煤巖體掘進比常規(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,防突指標均不超臨界值,最終達到安 全快速掘進的目的。
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行第一步,在掘進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,掘進迎頭停電、撤人、設置安全警戒線,專業(yè)操作人員開啟壓裂泵組,實施 掘進水力破裂作業(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,達到增加導流能力的目的。首先在掘進迎頭施工長鉆孔,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;最后掘進迎頭停電、撤人、設置安全警戒線,專業(yè)操作人 員開啟壓裂泵組,實施掘進水力破裂作業(yè),井下排水、實施抽采孔,聯(lián)網(wǎng)抽放瓦斯,達到增 透、消突、安全掘進的目的,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,掘進迎頭無人值守、停電撤人、壓裂措施操作在避 災指揮艙實現(xiàn),對煤巖體掘進比常規(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,防突指標均不超臨界值,最終達到安全快速掘進的目的。
權(quán)利要求
一種煤巖巷快速掘進的方法,其特征在于按如下操作步驟進行第一步,在掘進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,掘進迎頭停電、撤人、設置安全警戒線,專業(yè)操作人員開啟壓裂泵組,實施掘進水力破裂作業(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)安全快速掘進的目的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在井下煤巖體中進行水力壓裂,從而提高透氣性、安全快速掘進的煤巖巷快速掘進的方法,首先在掘進迎頭施工長鉆孔,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;最后掘進迎頭停電、撤人、設置安全警戒線,專業(yè)操作人員開啟壓裂泵組,實施掘進水力破裂作業(yè),井下排水、實施抽采孔,聯(lián)網(wǎng)抽放瓦斯,達到增透、消突、安全掘進的目的,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,壓裂后防突指標均不超臨界值,最終達到安全快速掘進的目的。
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