一种采动区倒F型地面井瓦斯资源抽采的方法技术

本发明专利技术涉及一种采动区倒F型地面井瓦斯资源抽采的方法，属于煤矿瓦斯抽采技术领域。本发明专利技术提供了一种解决采煤工作面、上隅角和回风巷瓦斯超限问题和抽采采空区瓦斯资源的方法。其主要内容：(1)采动区倒“F”型地面井水平井段层位确定；(2)采动区倒“F”型地面井水平井段平面位置确定；(3)采动区倒“F”型地面井钻完井技术；(4)采动区倒“F”型地面井瓦斯安全抽采控制。因此，可形成完整的采动区倒“F”型地面井瓦斯资源抽采的方法，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。

A Method of Gas Resource Drainage in Inverted F Surface Well in Mining Area

The invention relates to a method for gas resource extraction of inverted F surface well in mining area, which belongs to the technical field of coal mine gas extraction. The invention provides a method for solving the problem of gas exceeding limit in coal mining face, upper corner and return air lane and for extracting gas resources in goaf. Its main contents are: (1) determination of horizon of inverted \F\ surface well in mining area; (2) determination of horizontal position of inverted \F\ surface well in mining area; (3) drilling and completion technology of inverted \F\ surface well in mining area; (4) control of safe gas extraction of inverted \F\ surface well in mining area. Therefore, a complete method of gas resource extraction for inverted \F\ surface well in mining area can be formed, which can effectively guarantee the gas safety of coal face and gas resource extraction in goaf.

【技术实现步骤摘要】
一种采动区倒F型地面井瓦斯资源抽采的方法
本专利技术属于煤矿瓦斯抽采
，涉及一种采动区倒F型地面井瓦斯资源抽采的方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术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，本专利技术提供如下技术方案：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。本专利技术的有益效果在于：本专利技术解决了采煤工作面、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。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：图1为本专利技术方法实施剖面示意图；图2为本专利技术方法实施平面示意图。具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术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专利技术的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本专利技术进行了详细的描述，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，而不偏离本专利技术权利要求书所限定的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采动区倒F型地面井瓦斯资源抽采的方法，其特征在于：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。

【技术特征摘要】
1.一种采动区倒F型地面井瓦斯资源抽采的方法，其特征在于：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。2.根据权利要求1所述的一种采动区倒F型地面井瓦斯资源抽采的方法，其特征在于：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。3.根据权利要求1所述的一种采动区倒F型地面井瓦斯资源抽采的方法，其特征在于：所述步骤S2具体...

【专利技术属性】
技术研发人员：付军辉，林府进，李日富，孙海涛，江万刚，刘见中，孙东玲，王然，马正恒，张玉明，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50