本发明属于煤矿瓦斯开采,涉及一种用于长钻孔的分区域多段式瓦斯抽采方法。
背景技术:
1、煤矿瓦斯是指煤层中的甲烷气体,是一种可燃性的绿色能源,也是一种危害煤矿安全的重要因素。煤矿瓦斯的抽采是煤矿安全生产和瓦斯利用的重要手段,可以有效地降低瓦斯浓度,防止瓦斯爆炸事故的发生,同时也可以为煤矿提供清洁能源。
2、目前煤矿井下主要依靠施工钻孔来抽放瓦斯。正常情况下,都是在钻孔完钻后,首先采用两堵一注的方式进行封孔作业,然后将抽采管路连接到封孔管法兰,通过抽采系统的负压对钻孔进行瓦斯抽放。在低压、低渗、低饱和度煤层条件下,孔口负压决定着瓦斯抽放的效果。但受抽采系统制约,孔口负压存在极限值,随着钻孔深度增加,负压随之衰减,造成其在孔内的影响范围有限,很大程度上影响了钻孔瓦斯抽放效率。尤其是随着定向长钻孔技术的大力推广应用,很多煤矿均具备施工超500m深度的钻孔。但根据现有抽采系统的负压参数,是无法对200-500米钻孔段产生负压效应的,无法充分发挥长钻孔的瓦斯抽采作用。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明提出一种用于长钻孔的分区域多段式瓦斯抽采方法,将长钻孔进行分段隔开,形成相互间隔的抽采钻孔段,通过多通道筛管对钻孔进行分区段单独抽采,实现分段式瓦斯抽采。
2、为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
3、一种用于长钻孔的分区域多段式瓦斯抽采方法,采用多通道瓦斯抽采组合筛管对钻孔进行分区段密闭抽采,所述多通道瓦斯抽采组合筛管包括若干个不同长度的筛管组,筛管组之间通过封隔装置连接固定为整体;所述筛管组包括连接管与抽采管,抽采管通过连接管与抽采管路连通,抽采管上设有筛孔,每个筛管组形成一个抽采通道,不同长度的筛管组位于钻孔内的不同位置,通过封隔装置对钻孔分隔区段后,进行分段式瓦斯抽采。
4、进一步,用于长钻孔的分区域多段式瓦斯抽采方法具体包括如下步骤:
5、s1:开孔封孔后,利用定向钻机施工定向长钻孔,完钻洗孔后退钻;
6、s2:根据定向钻孔的成孔参数和孔口抽采负压参数,利用数值模拟或相似模拟分析手段测试负压在钻孔内的衰减规律,计算出负压在钻孔中的最大影响范围;
7、s3:根据抽采负压影响范围和成孔轨迹,将定向长钻孔划分成n个抽采区段,n为自然数;
8、s4:从孔口下入多通道瓦斯抽采组合筛管,直至设计孔深;其中通道数为n,封隔装置数量为n-1个;
9、s5:通过一级投球和泵送憋压,将最末端的封隔装置膨胀,封固在钻孔孔壁;
10、s6:接着通过二级投球和泵送憋压,将孔底末端第二个封隔装置膨胀,封固在钻孔孔壁;
11、s7:依次投球和泵送憋压,直至将孔口第一个封隔装置膨胀,封固在钻孔孔壁;
12、s8:将不同通道的连接管与孔口多通道法兰组件连接,然后分别接入不同的负压抽采管路;
13、s9:打开负压抽采管路,对钻孔进行瓦斯抽放,并观察记录每个通道的瓦斯抽采数据。
14、进一步,s2中的定向钻孔的成孔参数为孔深、孔径、钻孔倾角和方位角。
15、进一步,所述连接管与抽采管的截面形状均为圆形、圆弧形、圆环形或多边形。
16、进一步,所述筛管组的长度和数量根据钻孔深度和抽采设计确定。
17、本发明的有益效果在于:
18、本发明通过将长钻孔分区、分段间隔,再接入多个抽采通道与钻孔抽采区段单独连通,可以解决孔口抽采负压影响范围不足的难题。最终实现长钻孔的分段瓦斯抽采,可大幅提高长钻孔的单孔瓦斯抽采效率,缩短煤矿瓦斯治理周期。
19、本发明能够根据钻孔的实际情况,灵活调整抽采区段的长度和数量,使每个区段都能受到有效的负压作用,实现对钻孔的分段式瓦斯抽采,提高瓦斯抽采效率和安全性。
20、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述,并且在某种程度上,基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的,或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
1.一种用于长钻孔的分区域多段式瓦斯抽采方法,其特征在于:采用多通道瓦斯抽采组合筛管对钻孔进行分区段密闭抽采,所述多通道瓦斯抽采组合筛管包括若干个不同长度的筛管组,筛管组之间通过封隔装置连接固定为整体;所述筛管组包括连接管与抽采管,抽采管通过连接管与抽采管路连通,抽采管上设有筛孔,每个筛管组形成一个抽采通道,不同长度的筛管组位于钻孔内的不同位置,通过封隔装置对钻孔分隔区段后,进行分段式瓦斯抽采。
2.根据权利要求1所述的用于长钻孔的分区域多段式瓦斯抽采方法,其特征在于,包括如下步骤:
3.根据权利要求2所述的用于长钻孔的分区域多段式瓦斯抽采方法,其特征在于:s2中的定向钻孔的成孔参数为孔深、孔径、钻孔倾角和方位角。
4.根据权利要求1所述的用于长钻孔的分区域多段式瓦斯抽采方法,其特征在于:所述连接管与抽采管的截面形状均为圆形、圆弧形、圆环形或多边形。
5.根据权利要求1所述的用于长钻孔的分区域多段式瓦斯抽采方法,其特征在于:所述筛管组的长度和数量根据钻孔深度和抽采设计确定。
