高瓦斯低透气性煤层增加煤层透气性的方法与流程

本发明涉及预抽煤层瓦斯技术领域，具体涉及一种高瓦斯低透气性煤层增加煤层透气性的方法。

背景技术：

预抽煤层瓦斯是一项重要并可行的防治煤与瓦斯突出的有效措施，但我国大部分煤层为高瓦斯低透气性煤层，煤层的透气性系数小，瓦斯抽采难度大，常规的瓦斯抽采方法难以实现高瓦斯低透气性煤层瓦斯的高效抽采，而且存在抽采影响范围有限、抽采量小、抽采周期长、抽采率低的缺点。高瓦斯低透气性煤层在开采前，要预先准备好回采巷道，由于高瓦斯低透气性煤层难以实现瓦斯的有效抽采，回采巷道在掘进期间易发生瓦斯超限、煤与瓦斯突出，且巷道掘进速度慢，严重影响着高瓦斯低透气性煤层的安全高效开采。为提高高瓦斯低透气性煤层瓦斯抽采效果，进而实现回采巷道安全快速掘进和高瓦斯低透气性煤层的安全高效开采的目的，必须采取有效的方法增加煤层的透气性。

改变煤体结构是煤层增透的核心问题，采用水力化方法增加煤层透气性是改变煤体结构的有效途径。目前，增加高瓦斯低透气性煤层透气性的方法主要有松动爆破法和水力化方法。这些方法在增加煤层透气性中均取得了一定的效果，但也存在一定的问题。松动爆破法一般会在钻孔附近产生较大的应力集中，而且还可能存在残爆现象。常规的水力化方法存在潜在高压危险、操作工艺复杂、施工工程量大的缺点，难以控制区域煤层的增透。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种高瓦斯低透气性煤层增加煤层透气性的方法。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种高瓦斯低透气性煤层增加煤层透气性的方法，包括如下步骤：

a、运输上山和回风上山之间设有轨道上山，回风上山连接有底抽巷和回风平巷，轨道上山通过车场与运输平巷连通后，在待掘进的运输平巷中心位置施工轴向孔；

b、施工轴向孔时，使轴向孔轴线方向与煤层走向方向一致，轴向孔孔口位于待掘进的运输平巷中心位置，且保证轴向孔全长处于煤层，轴向孔施工结束后进行封孔；

c、在底抽巷施工若干个水力压裂孔，前一个水力压裂孔施工结束后进行封孔，封孔结束后进行水力压裂，水力压裂结束后，施工后一个水力压裂孔，重复进行实现依次在每个水力压裂孔内进行水力压裂；每个水力压裂孔的孔底均与轴向孔相连通；

d、水力压裂孔进行水力压裂时，由于轴向孔的导控作用，高压水会沿着轴向孔的轴线方向流动，使以压裂孔和轴向孔为中心周围区域的煤层被压裂，在煤体内产生大量裂缝并不断扩展、延伸、贯通，形成错综复杂的裂缝网络，煤层透气性增加，从而提高高瓦斯低透气性煤层的瓦斯抽采效果。

进一步地，所述轴向孔直径为110-120mm，轴向孔长度与运输平巷长度一致。

进一步地，所述轴向孔施工结束后，采用马丽散封孔，封孔长度为18-22m。

进一步地，所述水力压裂孔间距为50-70m，直径为90-100mm。

进一步地，所述水力压裂孔施工结束后，采用聚氨酯封孔。

进一步地，所述水力压裂孔封孔长度为孔口至煤层底面的距离。

本发明的有益效果是：

本发明结合轴向孔导控和水力压裂，能够有效提高高瓦斯低透气性煤层的透气性和瓦斯抽采效果，实现高瓦斯低透气性煤层回采巷道的安全快速掘进与开采。其结构简单，操作方便，工程量小，效果好，具有广泛的实用性。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明增加煤层透气性的方法示意图；

图2为图1沿A-A面的剖视示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-运输上山，2-轨道上山，3-回风上山，4-运输平巷，5-底抽巷，6-回风平巷，7-水力压裂孔，8-增透范围，9-轴向孔，10-煤层，11-车场。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1-2所示，本发明为一种高瓦斯低透气性煤层增加煤层透气性的方法，包括如下步骤：

a、运输上山1和回风上山3之间设有轨道上山2，回风上山3连接有底抽巷5和回风平巷6，轨道上山2通过车场11与运输平巷4连通后，在待掘进的运输平巷4中心位置施工轴向孔9。

b、施工轴向孔9时，使轴向孔9轴线方向与煤层10走向方向一致，轴向孔9孔口位于待掘进的运输平巷4中心位置，且保证轴向孔9全长处于煤层10，轴向孔9直径为113mm，轴向孔9长度与运输平巷4长度一致，轴向孔9施工结束后，采用马丽散封孔，封孔长度为20m；

c、在底抽巷5施工若干个水力压裂孔7，前一个水力压裂孔7施工结束后，采用聚氨酯封孔，封孔长度为孔口至煤层10底面的距离，封孔结束后进行水力压裂，水力压裂结束后，施工后一个水力压裂孔7，重复进行实现依次在每个水力压裂孔7内进行水力压裂；每个水力压裂孔7的孔底均与轴向孔9相连通，水力压裂孔7间距为60m，直径为94mm；

d、水力压裂孔7进行水力压裂时，由于轴向孔9的导控作用，高压水会沿着轴向孔9的轴线方向流动，使以压裂孔7和轴向孔9为中心周围区域的煤层10被压裂，在煤体内产生大量裂缝并不断扩展、延伸、贯通，形成错综复杂的裂缝网络，即形成增透范围8，这使得煤层透气性增加，从而提高高瓦斯低透气性煤层10的瓦斯抽采效果。

实施例二

本实施例与实施例一基本相同，其不同之处在于，所述轴向孔9直径为110mm，封孔长度为18m；所述水力压裂孔7间距为50m，直径为90mm。

实施例三

本实施例与实施例一基本相同，其不同之处在于，所述轴向孔9直径为120mm，封孔长度为22m；所述水力压裂孔7间距为70m，直径为100mm。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。