高强度综放工作面瓦斯抽采地面l型钻孔方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤矿井下瓦斯抽采方法，具体为一种高强度综放工作面瓦斯抽采地面L型钻孔方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着矿井开采深度增加，以及新建和部分生产矿井向石炭系煤层转移，瓦斯问题逐渐凸显，特别是厚煤层大采高、综放工作面，虽煤层瓦斯含量较低，瓦斯绝对涌出量却较大，成为制约工作面高效开采的主要因素。
[0003]目前，都采用顶板高抽巷、走向钻孔、大直径钻孔抽采回采工作面瓦斯，均取得良好效果，但对于透气性差、瓦斯含量小的原始煤层，上述抽采方法不能适用。
【发明内容】
[0004]本发明为了解决现有透气性差、瓦斯含量小煤层存在不适用现有抽采方法的问题，提供了一种高强度综放工作面瓦斯抽采地面L型钻孔方法。
[0005]本发明是采用如下技术方案实现的:高强度综放工作面瓦斯抽采地面L型钻孔方法，采用如下步骤:a、分析测井、地质、地层资料，沿煤层表面开竖井段，采用JJX-3D高精度测斜仪检测顶、方位角情况，以便及时调整钻进参数;b、在竖井段的下端依次开弯曲段及水平孔段，与此同时，采用Baker Hughes MffD无线随钻测井系统控制钻孔轨迹，并加装孔径扶正器;C、打钻过程中严格按照岩肩录井、钻时录井、钻孔液录井、气测录井、简易水文观测、循环观察进行录井作业，钻孔至符合设计要求，并用圆井器圆井、套管试下;d、采用升降机提吊、吊卡夹持进行下套管，水平孔段下石油套管，弯曲段下技术套管，竖井段下表层套管，各套管之间采用丝扣连接，并记录存档;e、采用P042.5硅酸盐水泥进行固井，封闭各井段套管，确保基岩段各含水层中间无水力联系;f、固井结束后，表层套管侯凝24h后试压，生产套管凝固48-72h内，扫孔至原孔深做耐压试验，直至达到要求后，进行下一部施工。
[0006]地面L型钻孔瓦斯抽采技术是地面立孔和高抽巷瓦斯治理技术的集成创新，由于地面开孔位置可选择在地表沉陷范围以外，有效避免了地面立孔的“断孔、切孔、错孔”等弊端，也回避了高抽巷施工工期长、与采掘活动相互影响、易造成采场接替紧张等难题，同时也降低了瓦斯治理工程量和费用，无论在经济效益还是在社会效益上都有着明显的优势；同时地面L型钻孔布置在煤层顶板3-5倍采厚的岩层内，随着工作面的推进和顶板的垮落，钻孔不断的被切断或折断，使钻孔的终孔始终位于工作面上隅角的后上方，有效解决了钻孔与工作面推进在瓦斯治理中的时空匹配问题，为高强度开采综放工作面瓦斯治理开辟了新的途径，克服了现有透气性差、瓦斯含量小煤层存在不适用现有抽采方法的问题。
[0007]本发明所述的地面L型钻孔方法，能持续有效的在工作面上隅角后上方形成负压区，时时进行抽采，在抽采效率方面远远好于地面钻孔(直孔)，而且其钻孔失效风险得到了极大的降低，水平孔段走向钻孔能够保持钻孔始终有效，改善矿井安全生产环境的同时，避开采煤与瓦斯治理工作在时间空间上的矛盾，还便于实现瓦斯资源的利用，是一项绿色开采技术。
【具体实施方式】
[0008]高强度综放工作面瓦斯抽采地面L型钻孔方法，采用如下步骤:a、分析测井、地质、地层资料，沿煤层表面开竖井段，采用JJX-3D高精度测斜仪检测顶、方位角情况，以便及时调整钻进参数;b、在竖井段的下端依次开弯曲段及水平孔段，与此同时，采用Baker HughesMWD无线随钻测井系统控制钻孔轨迹，并加装孔径扶正器;C、打钻过程中严格按照岩肩录井、钻时录井、钻孔液录井、气测录井、简易水文观测、循环观察进行录井作业，钻孔至符合设计要求，并用圆井器圆井、套管试下;d、采用升降机提吊、吊卡夹持进行下套管，水平孔段下石油套管，弯曲段下技术套管，竖井段下表层套管，各套管之间采用丝扣连接，并记录存档;e、采用P042.5硅酸盐水泥进行固井，封闭各井段套管，确保基岩段各含水层中间无水力联系;f、固井结束后，表层套管侯凝24h后试压，生产套管凝固48-72h内，扫孔至原孔深做耐压试验，直至达到要求后，进行下一部施工。
[0009]岩肩录井时，第四系不捞砂样，但必须判定基岩界面，进入基岩后，每Im捞I包砂。从表套到目的煤层以上大约20m，每5m取500mg的岩肩样品，进入水平段每5m取500mg的岩肩样品，钻遇特殊情况每I米取500mg岩肩样品。
[0010]钻时录井时的间距要求:自二开钻穿水泥塞开始，每I米记录I个点。要随时记录钻时突变点，以便及时发现煤层，卡准煤层深、厚度等。尽量保持钻孔参数的相对稳定，以便提高钻时参数反映地层岩性的有效性，并记录造成假钻时的非地质因素。必须经常核对钻具长度和井深，每打完一个单根和起钻前必须校对井深，井深误差不得超过0.1米。全井漏取钻时点数不得超过总数的0.5%，目的层井段钻时点不得漏取。
[0011]钻孔液录井每8h做一次全性能测定;每2h测定一次一般性能(密度、粘度)。煤层井段或发现气体显示异常时，要连续测定钻孔液密度、粘度，并做好记录。取煤芯前，要对钻孔液作一次全套性能测定。
[0012]简易水文观测钻遇漏、溶洞、大裂隙、破碎带严重坍塌层段，要做到起、止深度记录要详细、清楚;消耗量观测:每小时观测I次，不足I小时的回次，每回次观测I次，发现冲洗液漏失时，每10?30min观测I次，冲洗液全部漏失时，应开大栗量测定其最大漏失量;水位观测:每次上钻后、下钻前各观测I次水位，异常情况时测定水温。钻孔消耗量和回次水位观测，次数应达到应测次数的100%。
[0013]测井是为了监测钻孔实时偏移量。要求前期做好测井设备检查和设备孔口布置、固定、安装工作;各种测井仪器按刻度和校验标准校验工作。垂直段常规测井项目有视电阻率，自然电位，天然放射性，人工放射性、孔斜角、方位角。
[0014]测井人员认真做好测井工作，对钻孔的顶角和方位角采用JJX-3D高精度测斜仪经常检测，监测孔眼轨迹的变化，当有超限迹象时，及时采用随钻测斜仪和螺杆定向钻具进行校正。测井完成后要提交垂直段综合测井曲线;提供顶角及方位角数据及钻孔准确位移数据表。
[0015]在钻进中每进尺100m、见基岩、下管前及终孔均要进行钻具丈量并记录。钻具误差率超过1.0%ο时，及时进行合理平差。
[0016]根据以往施工情况，预计本钻孔施工中上部易发生漏失，应注意注浆封堵。项目部应做好注浆封堵预案及相关物资准备，施工中必须密切注意，发现漏失情况，立即上报项目部，并及时进行注浆封堵作业。