一种采动区倒F型地面井瓦斯资源抽采的方法与流程

本发明属于煤矿瓦斯抽采技术领域，涉及一种采动区倒f型地面井瓦斯资源抽采的方法。

背景技术：

目前，在瓦斯资源抽采过程中，存在采煤工作面、上隅角和回风巷瓦斯超限的问题，现阶段还没有一种采动区倒f型地面井瓦斯资源抽采的方法解决该类问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种采动区倒f型地面井瓦斯资源抽采的方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种采动区倒f型地面井瓦斯资源抽采的方法，该方法包括以下步骤：

s1：采动区倒“f”型地面井水平井段层位确定；

s2：采动区倒“f”型地面井水平井段平面位置确定；

s3：采动区倒“f”型地面井钻完井技术；

s4：采动区倒“f”型地面井瓦斯安全抽采控制。

进一步，所述步骤s1具体为：

在第i水平井段层位中，煤层开采的冒落带最大高度用下式计算：

式中：h为冒落带最大高度，单位为m；m为煤层采厚，单位为m；k为冒落岩石碎胀系数，单位为m；α为煤层倾角，单位为°；w为冒落过程中顶板的下沉值，单位为m；

根据计算的h值的高度，将h值分为等比例的和将第i水平井段布置于中间的内，对该区域的岩性进行分析，将第i水平井段布置于该区域内坚固性系数f值最大的岩层中；

在第ii水平井段层位中，煤层开采的一般中硬岩层条件裂隙带高度用下式计算：

式中：ha为裂隙带高度，单位为m；m为煤层采厚，单位为m；

根据计算的ha值的高度，将ha值分为等比例的和将第ii水平井段布置于最上部的内，对该区域的岩性进行分析，将第ii水平井段布置于该区域内坚固性系数f值最大的岩层中。

进一步，所述步骤s2具体为：

在第i水平井段中，结合覆岩裂隙场特征，将第i水平井段该井段布置于距回风巷a，l指工作面倾斜长度；

在第ii水平井段中，第ii水平井段布置于受覆岩扰动而保持较好稳定性的覆岩区域；经分析，将第ii水平井段该井段布置于距回风巷b的区域内，l指工作面倾斜长度。

进一步，所述步骤s3具体为：

一开采用直径d1钻头钻进至h1深度，安设直径d2的地面井套管并固井；

二开采用直径d3钻头钻进至h2位置，然后通过造斜钻进至h3，再钻进通过耙点a1，然后一直钻进至耙点a2，继续向前直至完成第i水平井段，裸孔完井；

钻头返回h1深度，通过造斜钻进至h4，然后在斜弧形井段安设直径d4套管并固井，候凝结束；

再钻进通过耙点b1，继续钻进至耙点b2，继续向前直至完成第ii水平井段，然后在第ii水平井段安设筛管。

进一步，所述步骤s4具体为：

当采煤工作面距倒“f”型地面井水平井段末端70m时，通过地面负压泵进行试抽，若负压急剧上升，则停泵，待采煤工作面推进8m后，再进行负压泵进行试抽，以此循环，直至抽采负压稳定，抽瓦斯量稳定，则持续抽采；

所述地面井的井口安设控制阀门，进口安设防回火和防爆装置。

本发明的有益效果在于：本发明解决了采煤工作面、上隅角和回风巷瓦斯超限问题，能有效地保障采煤工作面瓦斯安全和抽采采空区瓦斯资源。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明方法实施剖面示意图；

图2为本发明方法实施平面示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

通过在煤层上方顶板布置1口地面井，该井从直井段不同层位引出2个水平井段(第i水平井段、第ii水平井段)，第i水平井段布置于煤层冒落带中部，抽采采煤工作面空间卸压解吸的瓦斯，随工作面推进持续抽采采煤工作面解吸瓦斯；第ii水平井段布置于覆岩裂隙带上部，该井段安设具有很好抗挤压或剪切能力抽采瓦斯筛管，抽采采煤工作面、邻近层的瓦斯，随工作面的推过地面井，第ii水平井段将长期抽采采空区的瓦斯资源，如图1、图2所示。

一种采动区倒f型地面井瓦斯资源抽采的方法，该方法包括以下步骤：

s1：采动区倒“f”型地面井水平井段层位确定；

s2：采动区倒“f”型地面井水平井段平面位置确定；

s3：采动区倒“f”型地面井钻完井技术；

s4：采动区倒“f”型地面井瓦斯安全抽采控制。

所述步骤s1具体为：

在第i水平井段层位中，煤层开采的冒落带最大高度用下式计算：

式中：h为冒落带最大高度，单位为m；m为煤层采厚，单位为m；k为冒落岩石碎胀系数，单位为m；α为煤层倾角，单位为°；w为冒落过程中顶板的下沉值，单位为m；

根据计算的h值的高度，将h值分为等比例的和将第i水平井段布置于中间的内，对该区域的岩性进行分析，将第i水平井段布置于该区域内坚固性系数f值最大的岩层中；

在第ii水平井段层位中，煤层开采的一般中硬岩层条件裂隙带高度用下式计算：

式中：ha为裂隙带高度，单位为m；m为煤层采厚，单位为m；

根据计算的ha值的高度，将ha值分为等比例的和将第ii水平井段布置于最上部的内，对该区域的岩性进行分析，将第ii水平井段布置于该区域内坚固性系数f值最大的岩层中。

所述步骤s2具体为：

在第i水平井段中，结合覆岩裂隙场特征，将第i水平井段该井段布置于距回风巷a，l指工作面倾斜长度；

在第ii水平井段中，第ii水平井段布置于受覆岩扰动而保持较好稳定性的覆岩区域；经分析，将第ii水平井段该井段布置于距回风巷b的区域内，l指工作面倾斜长度。

所述步骤s3具体为：

一开采用直径d1钻头钻进至h1深度，安设直径d2的地面井套管并固井；

二开采用直径d3钻头钻进至h2位置，然后通过造斜钻进至h3，再钻进通过耙点a1，然后一直钻进至耙点a2，继续向前直至完成第i水平井段，裸孔完井；

钻头返回h1深度，通过造斜钻进至h4，然后在斜弧形井段安设直径d4套管并固井，候凝结束；

再钻进通过耙点b1，继续钻进至耙点b2，继续向前直至完成第ii水平井段，然后在第ii水平井段安设筛管。

所述步骤s4具体为：

当采煤工作面距倒“f”型地面井水平井段末端70m时，通过地面负压泵进行试抽，若负压急剧上升，则停泵，待采煤工作面推进8m后，再进行负压泵进行试抽，以此循环，直至抽采负压稳定，抽瓦斯量稳定，则持续抽采；

所述地面井的井口安设控制阀门，进口安设防回火和防爆装置。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。