本发明涉及煤矿开采过程中瓦斯抽采领域，特别涉及一种冲击波与酸化联合作用的含瓦斯松软煤体强化增透方法。
背景技术：
我国煤炭消耗量占一次能源消耗量60％以上，在今后的很长一段时间内，煤炭在我国一次能源消费中的主导地位不会改变。作为世界上最大的煤炭生产国，我国同时面临着煤炭安全生产形式严峻、百万吨死亡率相比发达国家高的情况。我国92％的煤矿开采是地下作业，煤层赋存地质条件复杂，煤矿开采灾害严重，随着开采深度以每年约10～20m的速度向深部延伸，煤矿灾害愈加严重，尤其是瓦斯灾害已成为制约我国煤矿安全生产和煤炭工业健康发展的关键因素。
瓦斯抽采是治理瓦斯灾害的关键技术，而煤层渗透率低是制约瓦斯抽采。许多富含煤层气的煤层均属于低透气性煤层，煤层渗透率一般在(0.1～0.001)×10-3μm2之间，造成煤层气井开采效率不高。煤层透气性直接决定着煤层气在储层中流动的难易程度。其中，中国煤层普遍渗透性差，随着煤矿开采深度的逐步加大，导致开采条件更趋于复杂，出现了高地应力、高瓦斯、高非均质性、低渗透性、低强度的煤体特征，煤体的原生裂隙和孔隙度逐渐变小，煤层的渗透性进一步降低。
目前提高煤层渗透率的方式主要有水力压裂、水力割缝、深孔欲裂爆破等，深孔控制预裂爆破易为煤层的开采留下安全隐患，且增透效果好坏不一；水力压裂及水力割缝目前应用较广，水力增透措施易诱发一系列次生灾害，且压裂液易造成水体污染。因此，就需要一种针对含瓦斯煤体增透的新手段，能够在减少煤层扰动、保护环境的基础上实现含瓦斯煤体的增透，提高瓦斯抽采率。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种冲击波与酸化联合作用的含瓦斯松软煤体强化增透方法，能够在减少煤层扰动、保护环境的基础上实现含瓦斯煤体的增透，提高瓦斯抽采率。
本发明的冲击波与酸化联合作用的含瓦斯松软煤体强化增透方法，包括以下步骤：
(1)在工作面顺槽中布置若干钻孔；
(2)利用钻杆将冲击波产生装置运送至钻孔底部，然后密封孔口，再向钻孔内注满水；
(3)选定钻孔内的冲击波强化区域，移动冲击波产生装置，使得冲击波产生装置由钻孔深部向浅部逐步在各个冲击波强化区域开启并作用；
(4)取出钻杆和冲击波产生装置，打开孔口排出钻孔内的水；
(5)向钻孔内注入酸性溶液后再次密封孔口，进行密封酸化；
(6)打开孔口排出钻孔内的酸性溶液；
(7)对下一钻孔重复步骤(2)-(6)。
进一步，在步骤(3)中，在每一冲击波强化区域，冲击波强化时间为0.8-1.2h。
进一步，在步骤(3)中，相邻冲击波强化区域的距离为9-11m。
进一步，在步骤(5)中，所述酸性溶液为盐酸、硫酸、氢氟酸、醋酸中的一种或者两种以上的混合物。
进一步，在步骤(5)中，密封酸化的时间不少于24h。
进一步，在步骤(1)中，所述钻孔的孔径为108mm、深度为50m、与底板的距离为1.5m，相邻钻孔的距离为2m。
进一步，在步骤(1)中，钻孔为顺煤层水平孔。
本发明的冲击波与酸化联合作用的含瓦斯松软煤体强化增透方法，具有以下有益效果：
第一，无明显宏观裂隙，减少塌孔事故的发生，冲击波与酸化联合增透技术以不破坏煤层结构为前提，先通过剪性、张性应力致裂煤层，以高强声波激励煤层，后采用酸化强化增透，能够保护环境又可实现煤层增透；
第二，冲击波与酸化联合作用增透产生大量沟通纳米级孔隙的微米级裂隙，能够以分布式、分时性、连续性模式全方位增透煤层；
第三，控制冲击波产生设备的工作次数，可对有限区域进行反复作用，调整钻孔的位置，酸化时间的控制实现对整个储层的作用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明实施例二中冲击波发生装置工作示意图；
图2为本发明实施例二中1296工作面上顺槽a、b、c三个不同区域钻孔布置图，其中a区为无增透措施区域，b区域为冲击波增透区域，c区为冲击波与酸化联合作用区域；
图3为本发明实施例二中钻孔内部冲击波发生装置作业地点图；
图4为本发明实施例二中a、b、c三个不同区域瓦斯抽采效果图；
图中，1-巷道，2-钻孔，3-钻杆，4-煤层，5-冲击波产生装置，6-冲击波强化区域。
具体实施方式
实施例一：冲击波与酸化联合作用的含瓦斯松软煤体强化增透方法
本实施例的冲击波与酸化联合作用的含瓦斯松软煤体强化增透方法，包括以下步骤：
(1)在工作面顺槽中布置若干钻孔，钻孔为顺煤层水平孔；所述钻孔的孔径为108mm、深度为50m、与底板的距离为1.5m，相邻钻孔的距离为2m；
(2)利用钻杆将冲击波产生装置运送至钻孔底部，然后密封孔口，再向钻孔内注满水；
(3)选定钻孔内的冲击波强化区域，通过操纵杆移动冲击波产生装置，使得冲击波产生装置由钻孔深部向浅部逐步在各个冲击波强化区域开启并作用；在每一冲击波强化区域，冲击波强化时间可为0.8-1.2h；相邻冲击波强化区域的距离可为9-11m；
(4)取出钻杆和冲击波产生装置，打开孔口排出钻孔内的水；
(5)向钻孔内注入酸性溶液后再次密封孔口，进行密封酸化；所述酸性溶液可为盐酸、硫酸、氢氟酸、醋酸中的一种或者两种以上的混合物；密封酸化的时间不少于24h；
(6)打开孔口排出钻孔内的酸性溶液；
(7)对下一钻孔重复步骤(2)-(6)，待全部钻孔完成后即完成增透。
实施例二：冲击波与酸化联合作用的含瓦斯松软煤体强化增透方法的实例及评价
某矿井1296综采工作面位于9煤层2采区，工作面走向长度为642m，倾斜长度为171m。煤层厚度为2.5m，煤层走向25～35°，煤层平均倾角8°，可采指数1，煤层赋存稳定；老顶为深灰色粉砂岩，厚2.7m，直接顶为深黑色泥岩，厚2.2m；直接底为褐灰色细砂岩，厚2.5m，老底为细砂岩，厚4.6m。煤尘爆炸性系数为38.72％。自然发火期长；煤体容重为1.4t/m3；工作面回采率为95％；工作面采高为2.2m，日推进4.8m。
层瓦斯含量9m3/t，煤层瓦斯压力0.73mpa，工作面瓦斯相对涌出量11.4m3/t，煤层透气性系数0.018m2/mpa2.d，钻孔瓦斯流量衰减系数0.004d-1，属于典型的难抽采煤层。
对该煤层的增透及评价，可包括如下步骤：
(1)监测监测煤层瓦斯含量、瓦斯压力、瓦斯涌出量等参数，发现煤层瓦斯含量9m3/t，煤层瓦斯压力0.73mpa，工作面瓦斯相对涌出量11.4m3/t，可采用冲击波与酸化联合作用的增透方式。
(2)测定1296工作面上顺槽的基础力学参数，测定结果为单轴抗压强度为12mpa，弹性模量为3000mpa，泊松比为0.3。
(3)对1296工作面进行采样进行矿物成分分析，发现矿物成分及含量如下：方解石11％、白云石3％、高岭土8％、石英4％、非晶质74％。
(4)选取具有针对性的酸液类别和质量分数，确定冲击波与酸化联合实施方案；针对1296工作面煤层矿物成分以碳酸盐类为主，硅铝酸盐为辅的构成，选择以盐酸为主体酸，氢氟酸为辅助酸，加少量防膨剂氯化铵；其中，盐酸质量分数为12％，氢氟酸为2％，添加2％的防膨剂氯化铵。
(4)在1296工作面上顺槽中部分别选取煤质、瓦斯含量等参数基本一致3个为20m长的a、b、c施工区域，a区域代表为原始孔无增透措施区域，b区域代表冲击波增透区域，c区域代表冲击波与酸化联合作用区域(如图2)。
(5)在a、b、c3个施工区域均采用同一布孔方式，采用顺煤层水平孔，孔径为108mm，钻孔深度为50m，钻孔间距为2m，钻孔距底板1.5m，a，b，c3个施工区域钻孔个数均为3个(如图2)。
(6)在b、c区域设成的钻孔利用钻杆将冲击波产生装置运送至钻孔底部，然后密封孔口，向孔内注入清水。
(7)开启冲击波产生装置，并通过操纵杆移动冲击波产生装置，每隔10m处设为一冲击波强化区域，冲击波强化时间可为1h，对每个钻孔四处作业地点完成后，可对下一钻孔开展冲击波强化(如图3)。
(8)在c区域冲击波强化后，取出钻杆和冲击波产生装置，打开孔口以排出钻孔内的水，然后向钻孔内注盐酸和氢氟酸的混合液，密封，密封时间不低于24h。
(9)密封28h后排水，安装流量计、瓦斯浓度计，连入瓦斯抽采管路。
(10)开展对冲击波与酸化联合作用含瓦斯松软煤体增透方法的评价；评价结果如图4所示，由图可知，经过冲击波与酸化联合强化增透作用(c)后，其单孔瓦斯抽采纯量比无增透措施(a)及纯冲击波增透(b)均大大提高，即提高了提高瓦斯抽采率。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。