一种高承压水高瓦斯煤层群协调抽采卸压方法与流程

本发明涉及煤矿开采技术领域，尤其涉及一种高承压水高瓦斯煤层群协调抽采卸压方法。

背景技术：

我国东部矿区煤系地层多为煤层群条件，煤层瓦斯压力高且常伴有含水层，开采难度极大，为防止瓦斯、水害等事故，安全开采，在煤层开采前一方面需要先煤层实施钻孔，排放瓦斯；另一方面还要向含水层实施钻孔放水，目前的抽采卸压及排水疏放措施施工程序复杂，成本较高，且抽采、疏放效率低下。

技术实现要素：

本发明提供了一种高承压水高瓦斯煤层群协调抽采卸压方法，可使施工程序简单，降低成本，且提高抽采和疏放的效率。

本发明提供了一种高承压水高瓦斯煤层群协调抽采卸压方法，其包括：

探测煤层的分布情况以及各个煤层与含水层的赋存情况；

从地面实施垂直钻孔贯穿各个煤层直至最底层煤层内，并在贯穿每个煤层位置的所述垂直钻孔的孔壁上朝每个煤层内开设对应的煤层钻孔；

在所述垂直钻孔内布置抽放总管，在各个所述煤层钻孔内布置与所述抽放总管相连的瓦斯抽采支管，通过所述抽放总管及所述瓦斯抽采支管向所述煤层钻孔内注入高压水，对各个煤层进行压裂处理，待各个煤层被压裂后将所述高压水抽离；

待所述高压水被抽离后，自所述垂直钻孔内开设连通至所述含水层的排水钻孔；在所述排水钻孔内布置与所述抽放总管相连的疏水支管，所述抽放总管上设有总阀门，所述瓦斯抽采支管上设有瓦斯抽采阀门，所述疏水支管上设有疏水阀门；

在所述垂直钻孔外设置与所述抽放总管相连的抽采设备，并启动所述抽采设备、打开所述总阀门及所述瓦斯抽采阀门，对各个煤层进行瓦斯抽离；

待煤层内瓦斯浓度降至至安全范围时，关闭所述瓦斯抽采阀门，打开所述疏水阀门抽放含水层内的存储水。

进一步地，所述煤层钻孔成放射状分布于每个煤层内。

进一步地，在执行所述对各个煤层进行压裂处理的步骤的同时所述方法还包括：根据各个煤层的特征属性选择合适的支撑剂和加沙量。

进一步地，所述排水钻孔为自所述垂直钻孔朝所述含水层内成一定角度倾斜开设的孔体。

进一步地，所述总阀门、所述瓦斯抽采阀门以及所述疏水阀门均为由外部控制单元统一控制的电子阀门。

本发明实施例通过开设一个垂直钻孔，并在垂直钻孔内开设连通至各个煤层的煤层钻孔，向垂直钻孔和煤层钻孔内注入高压水实现煤层的压裂，待煤层压裂后，抽放高压水，再设置疏水钻孔连通垂直钻孔与含水层，在垂直钻孔内布置抽放总管、煤层钻孔内布置瓦斯抽采支管、在疏水钻孔内布置疏水支管，并安设相应的阀门，按顺序抽离瓦斯和含水层的存储水，从而实现“一孔一管多用”抽采煤层瓦斯及高承压水，具有施工程序简单，成本低，且抽采、疏放效率高的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中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为本发明实施例一提供的一种高承压水高瓦斯煤层群协调抽采卸压方法的示意流程图；

图2为本发明实施例一提供的一种高承压水高瓦斯煤层群协调抽采卸压方法的实现结构示意图；

图3为本发明实施例一提供的一种高承压水高瓦斯煤层群协调抽采卸压方法的每个煤层内的瓦斯抽采支管配合结构示意图。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

参见图1，是本发明实施例一提供的一种高承压水高瓦斯煤层群协调抽采卸压方法的示意流程图，其包括以下步骤s101～s106：

步骤s101：探测煤层的分布情况以及各个煤层与含水层的赋存情况。

步骤s102：从地面实施垂直钻孔贯穿各个煤层直至最底层煤层内，并在贯穿每个煤层位置的垂直钻孔的孔壁上朝每个煤层内开设对应的煤层钻孔。

步骤s103：在垂直钻孔内布置抽放总管，在各个煤层钻孔内布置与抽放总管相连的瓦斯抽采支管，通过抽放总管及瓦斯抽采支管向煤层钻孔内注入高压水，对各个煤层进行压裂处理，待各个煤层被压裂后将高压水抽离。

步骤s104：待高压水被抽离后，自垂直钻孔内开设连通至含水层的排水钻孔，在排水钻孔内布置与抽放总管相连的疏水支管，抽放总管上设有总阀门，瓦斯抽采支管上设有瓦斯抽采阀门，疏水支管上设有疏水阀门。

步骤s105：在垂直钻孔外设置与抽放总管相连的抽采设备，并启动抽采设备、打开总阀门及瓦斯抽采阀门，对各个煤层进行瓦斯抽离。

步骤s106：待煤层内瓦斯浓度降至至安全范围时，关闭瓦斯抽采阀门，打开所述疏水阀门抽放含水层内的存储水。

具体地，参见图2，以三层煤层为例(如图中的煤层1、煤层2和煤层3)，探测煤层1、煤层2、煤层3及含水层4的赋存情况；从地面5实施垂直钻孔6，穿过煤层1、煤层2到达煤层3；在煤层1、煤层2和煤层3煤层内实施煤层钻孔7；向垂直钻孔6及煤层钻孔7注入高压水，利用高压水压裂煤层1、煤层2到达煤层3，产生煤层裂缝16，提高煤层的透气性；抽放垂直钻孔6及煤层钻孔7内的高压水；从垂直钻孔6打排水钻孔8，到达含水层4；在垂直钻孔6内布置抽放总管路9；在煤层钻孔7内布置瓦斯抽采支管路10；在排水钻孔8内布置疏水支管道11；安装总阀门12，瓦斯抽采阀门13，疏水阀门14；在垂直钻孔6附近布置抽采设备15；启动抽采设备15，打开总阀门12，瓦斯抽采阀门13，抽放煤层1、煤层2和煤层3煤层瓦斯；关闭瓦斯抽采阀门13，打开疏水阀门14，抽放含水层4的高压水。在具体实现中，可例如将垂直钻孔6的开设直径设置为不小于150mm，使其满足一孔一管的抽采需求，提高抽采效率。

具体地，通过开设一个垂直钻孔，并在垂直钻孔内开设连通至各个煤层的煤层钻孔，向垂直钻孔和煤层钻孔内注入高压水实现煤层的压裂，待煤层压裂后，抽放高压水，再设置疏水钻孔连通垂直钻孔与含水层，在垂直钻孔内布置抽放总管、煤层钻孔内布置瓦斯抽采支管、在疏水钻孔内布置疏水支管，并安设相应的阀门，按顺序抽离瓦斯和含水层的存储水，从而实现“一孔一管多用”抽采煤层瓦斯及高承压水，具有施工程序简单，成本低，且抽采、疏放效率高的优点。

参见图3，进一步地，煤层钻孔7成放射状分布于每个煤层内。

具体地，在每个煤层内成放射状的开设煤层钻孔7，确保每个煤层的压裂均匀及煤层瓦斯抽放彻底。

参见图2，进一步地，排水钻孔8为自垂直钻孔6朝含水层4内成一定角度倾斜开设的孔体。

具体地，因含水层4内的存储水具有一定的压力，通过采用倾斜钻孔可对含水层4内的存储水产生一定的缓冲作用，确保钻孔施工的安全性。

进一步地，总阀门12、瓦斯抽采阀门13以及疏水阀门14均为由外部控制单元统一控制的电子阀门。

具体地，总阀门12、瓦斯抽采阀门13以及疏水阀门14均为电子阀门，由外部控制单元统一控制开闭，以便及时连贯的对各个管道进行控制，提高抽放工作效率。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的内容，仅仅是示意性的，可以通过其它的方式实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。