專利名稱：一種溫壓惰性氣體增透抽采瓦斯的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種抽采瓦斯的方法，特別是一種溫壓惰性氣體增透抽采瓦斯的方法。
背景技術：
我國煤層的構造復雜，滲透率普遍較低，許多高瓦斯煤層均屬于低透氣性煤層。同時隨著煤礦開采深度的逐步加大，應力的增高，進一步降低了煤層的透氣性。在透氣性差的礦井進行未卸壓煤層瓦斯預抽效果往往都不理想，增加煤體透氣性顯得尤為重要。目前，我國增加煤體透氣性過程中主要采用水力化措施，如水力壓裂、水力切割。采用水力化增透措施，煤體被水浸泡后易泥化，堵塞瓦斯流動通道，受水表面張力限制，增透范圍有限；采用水力化增透措施時，煤體起裂壓力要求25 MPa，在高壓水作用下極易誘導煤與瓦斯突出，給煤礦高效生產(chǎn)帶來嚴重的安全隱患。中國專利，專利號CN2010101803M. 0公開了一種井下注熱抽采煤層瓦斯的方法， 采用向煤層中注入80°C 300°C的高溫蒸汽或過熱水加熱煤層，雖然加快了煤層中瓦斯的解吸，但是注入高溫蒸汽或過熱水時存在燙傷的安全隱患；注熱抽采煤層瓦斯方法也屬于水力化措施，同樣存在煤體被水浸泡泥化、堵塞瓦斯流動通道的問題，瓦斯抽采增加量有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種溫壓惰性氣體增透抽采瓦斯的方法，解決煤體增透效果差和瓦斯解吸難的問題，有效加快瓦斯解吸效率，實現(xiàn)大流量、快速抽采瓦斯。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種溫壓惰性氣體增透抽采瓦斯的方法，包括如下步驟
a.在工作面煤層中部布置鉆孔作為增透孔，以增透孔為中心的等邊三角形頂點上布置瓦斯抽采孔；
b.每個瓦斯抽采孔采用常規(guī)方法封孔，并在瓦斯抽采管上設有觀測孔測量流量，通過瓦斯抽采管、支管將鉆孔連入井下抽采系統(tǒng)，對煤層進行瓦斯抽采；
c.用高壓注漿法密封增透孔，把溫壓惰性氣體注入增透孔中，對增透孔附近的煤體進行壓裂，產(chǎn)生大量裂隙，增加煤體透氣性；
d.當瓦斯抽采管上觀測孔測量的流量為增透孔注溫壓惰性氣體前流量的兩倍時，停止向增透孔中注入溫壓惰性氣體；
e.把增透孔接入井下抽采系統(tǒng)進行瓦斯抽采。所述增透孔深度為50m 80m，高壓注漿法密封增透孔的封孔段長度為20m 30m ；所述溫壓惰性氣體為氮氣，溫度50°C 100°C，壓力1. 6MPa 5. OMPa0有益效果，由于采用了上述方案，利用溫壓惰性氣體的“溫度+壓力”的耦合作用， 溫壓惰性氣體持續(xù)穩(wěn)定的壓力足以壓開煤體小尺度裂隙，促使煤層中原始閉合裂隙展開、張開裂隙進一步擴展，且不誘導煤與瓦斯突出；溫壓惰性氣體具有的能量對煤體進行加熱， 煤體中90%的吸附瓦斯吸收能量，加快瓦斯脫離煤體速度，使煤體中難以解吸的瓦斯轉(zhuǎn)化為游離瓦斯，便于瓦斯被大流量、快速抽采?！皽囟?壓力”稱合作用下，煤體更易開裂、增透； 壓裂增透介質(zhì)為氣體，壓裂后氣體會通過裂隙通道排出煤體，不會堵塞瓦斯流動通道；增透孔和瓦斯抽采孔之間裂隙的連通，給煤體瓦斯解吸、流動和抽采提供了良好的條件，實現(xiàn)了高瓦斯低透氣性突出煤層瓦斯的高效、安全、均勻抽采。優(yōu)點該方法操作簡單，效果好、瓦斯抽采效率高，具有廣泛的實用性；將低透氣性不易抽采煤層變?yōu)楦咄笟庑砸壮椴擅簩?，鉆孔瓦斯流量可增加6 20倍，瓦斯抽采濃度可達40% 70%，工作面煤體瓦斯抽采率提高20%以上，煤層瓦斯欲抽時間縮短一半以上，變高瓦斯突出煤層為低瓦斯不突出煤層。


圖1是本發(fā)明鉆孔布置圖。圖中1、±曾透孔；2、瓦斯抽采孔；3、煤體。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的實例作進一步的描述
實施例1 本發(fā)明一種溫壓惰性氣體增透抽采瓦斯的方法，在工作面煤層中部布置鉆孔作為增透孔1，增透孔1深度為50m 80m ；以增透孔1為中心的等邊三角形頂點上布置瓦斯抽采孔2，瓦斯抽采孔2深度大于工作面寬度的一半，避免抽采“空白帶”出現(xiàn)。每個瓦斯抽采孔2用常規(guī)方法封孔，通過瓦斯抽采管、支管將鉆孔連入井下抽采系統(tǒng)，對煤層進行瓦斯抽采。鉆孔孔口負壓不低于13KPa，且在瓦斯抽采管上設有觀測孔測定流量。用高壓注漿法密封增透孔1，增透孔1的封孔段長度為20m 30m，然后把溫壓惰性氣體注入增透孔1中，溫壓惰性氣體為氮氣，溫度50°C 100°C，壓力1. 6MPa 5. OMPa ； 溫壓惰性氣體持續(xù)穩(wěn)定的壓力足以壓開煤體3小尺度裂隙，促使煤層中原始閉合裂隙展開、張開裂隙進一步擴展，且不誘導煤與瓦斯突出；溫壓惰性氣體具有的能量對煤體3進行加熱，煤體3中90%的吸附瓦斯吸收能量，加快瓦斯脫離煤體3速度，使煤體3中難以解吸的瓦斯轉(zhuǎn)化為游離瓦斯，便于瓦斯被大流量、快速抽采。在“溫度+壓力”耦合作用下，煤體 3更易開裂、增透；壓裂增透介質(zhì)為氣體，增透結束后氣體會通過裂隙通道排出煤體3，不會堵塞瓦斯流動通道；增透孔1和瓦斯抽采孔2之間裂隙的連通，給煤體3瓦斯解吸、流動和抽采提供了良好的條件。當瓦斯抽采管上觀測孔測量的流量為增透孔2注溫壓惰性氣體前流量的兩倍時，停止向增透孔1中注入溫壓惰性氣體，增透結束。把增透孔1接入井下抽采系統(tǒng)進行瓦斯抽采。工作面煤層中部的其余增透孔1按照上述方法進行增透；工作面的增透作業(yè)完成后，通過瓦斯抽采孔2和增透孔1對瓦斯的共同抽采，高效、安全的降低煤層瓦斯含量，為煤礦高效回采提供了寶貴時間及安全保障。
權利要求
1.一種溫壓惰性氣體增透抽采瓦斯的方法，其特征在于a.在工作面煤層中部布置鉆孔作為增透孔，以增透孔為中心的等邊三角形頂點上布置瓦斯抽采孔；b.每個瓦斯抽采孔采用常規(guī)方法封孔，并在瓦斯抽采管上設有觀測孔測量流量，通過瓦斯抽采管、支管將鉆孔連入井下抽采系統(tǒng)，對煤層進行瓦斯抽采；c.用高壓注漿法密封增透孔，把溫壓惰性氣體注入增透孔中，對增透孔附近的煤體進行壓裂，產(chǎn)生大量裂隙，增加煤體透氣性；d.當瓦斯抽采管上觀測孔測量的流量為增透孔注溫壓惰性氣體前流量的兩倍時，停止向增透孔中注入溫壓惰性氣體；e.把增透孔接入井下抽采系統(tǒng)進行瓦斯抽采。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種溫壓惰性氣體增透抽采瓦斯的方法，其特征在于所述增透孔深度為50m 80m，高壓注漿法密封增透孔的封孔段長度為20m 30m。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種溫壓惰性氣體增透抽采瓦斯的方法，其特征在于所述溫壓惰性氣體為氮氣，溫度50°C 100°C，壓力1. 6MPa 5. OMPa0
全文摘要
一種溫壓惰性氣體增透抽采瓦斯的方法，屬于抽采瓦斯的方法。在工作面煤層中部布置增透孔，以增透孔為中心的等邊三角形頂點上布置瓦斯抽采孔，瓦斯抽采孔密封完成后進行瓦斯抽采；逐一對增透孔注入溫壓惰性氣體，通過溫壓惰性氣體的“溫度+壓力”的耦合作用，惰性氣體壓開煤體小尺度裂隙，使煤體中原始閉合裂隙展開、張開裂隙進一步擴展，且不誘導突出；煤體中90％的吸附瓦斯吸收能量，加快瓦斯脫離煤體速度，使煤體中難以解吸的瓦斯轉(zhuǎn)化為游離瓦斯，便于瓦斯被大流量、快速抽采；增透介質(zhì)為氣體，增透后氣體會通過裂隙通道排出煤體，不會堵塞瓦斯流動通道，為瓦斯抽采提供了條件。該方法操作簡單，效果好、瓦斯抽采效率高，具有廣泛的實用性。
文檔編號E21F7/00GK102536305SQ201210056438
公開日2012年7月4日 申請日期2012年3月6日 優(yōu)先權日2012年3月6日
發(fā)明者劉應科, 劉春 , 周福寶, 崔光磊, 王圣程, 高峰 申請人:中國礦業(yè)大學