【技术实现步骤摘要】
基于定向钻进与液氮急冻遇热致裂的煤层瓦斯抽采方法
本专利技术属于瓦斯治理
，涉及一种基于定向钻进与液氮急冻遇热致裂的煤层瓦斯抽采方法。
技术介绍
煤炭工业作为经济社会发展提供了重要支撑。尽管新能源产业方兴未艾，但目前市场份额较小，并未动摇煤炭行业的主力优势。煤矿瓦斯(又称“煤层气”)是煤伴生且主要以吸附状态储集于煤层中的一种非常规天然气，其主要成分为甲烷，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。瓦斯是威胁矿井安全生产的主要因素，但同时又是一种清洁能源。在国际能源局势趋紧的情况下，作为一种优质高效清洁的能源，煤矿抽采瓦斯大规模开发利用的前景诱人。煤矿抽采瓦斯的开发利用还发挥着一举多得的效果：①提高瓦斯事故防范水平，具有安全效应；②有效减排温室气体，产生良好的环保效应；③作为一种高效、洁净的能源，能产生巨大的经济效益。然而，我国诸多高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井的煤层瓦斯地质条件复杂，且渗透性较差，致使常规的工作面瓦斯治理工作往往与煤巷掘进、煤炭的生产呈现“短兵相接”的局...
【技术保护点】
1.一种基于定向钻进与液氮急冻遇热致裂的煤层瓦斯抽采方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：/nS1：在回采工作面上顺槽掘进期间，沿回采工作面的倾向方向，施工大面积的倾向钻孔或定向钻孔对工作面煤体以及相邻工作面上顺槽区域内的煤体进行预抽，并在抽采管道内安设瓦斯流量和浓度的测定装置；/nS2：预抽一定时间后，工作面煤体瓦斯抽采量将发生衰减，此时对回采工作面上顺槽内施工的瓦斯抽采钻孔进行检测，若钻孔抽采瓦斯浓度偏低，且抽采瓦斯量小，则判断该钻孔为抽采失效钻孔，并关闭该钻孔；然后在回采工作面的回撤通道或回风大巷内，沿工作面的走向方向施工2～3个长距离定向钻孔作为液氮的注入孔；/...
【技术特征摘要】
1.一种基于定向钻进与液氮急冻遇热致裂的煤层瓦斯抽采方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
S1：在回采工作面上顺槽掘进期间，沿回采工作面的倾向方向，施工大面积的倾向钻孔或定向钻孔对工作面煤体以及相邻工作面上顺槽区域内的煤体进行预抽，并在抽采管道内安设瓦斯流量和浓度的测定装置；
S2：预抽一定时间后，工作面煤体瓦斯抽采量将发生衰减，此时对回采工作面上顺槽内施工的瓦斯抽采钻孔进行检测，若钻孔抽采瓦斯浓度偏低，且抽采瓦斯量小，则判断该钻孔为抽采失效钻孔，并关闭该钻孔；然后在回采工作面的回撤通道或回风大巷内，沿工作面的走向方向施工2～3个长距离定向钻孔作为液氮的注入孔；
S3：待液氮的注入孔施工完毕后，将煤矿井下的压风管放置在孔口，并向其内部注入高压空气将钻孔内的水排出；然后向液氮的注入孔的内部注入液氮；
S4：对回采工作面上顺槽内的失效钻孔再次进行检测，若钻孔内的温度低于或接近于0℃，则判断该钻孔为受注入液氮影响的有效钻孔；然后将经由地面输送至井下的高温空气与受注入液氮影响的有效钻孔连接，使其进入到钻孔内，进而导致煤体在急冻的情况下因遇热而产生大量的次生裂隙，从而提高煤体的渗透特性；
S5：将注入高温空气后的钻孔与煤矿井下的瓦斯抽采管道连接，对煤体继续实施瓦斯抽采；
S6：若抽采一定时间后，发现工作面煤体瓦斯抽采量仍发生明显的衰减，则重复步骤S2～S5，其中重复步骤S2时，依据现场情况决定是否施工新的液氮的注入孔；若瓦斯抽采效果好，则无需施工新的液氮的注入孔；反之亦然。
2.根据权利要求1所述的基于定向钻进与液氮急冻遇热致裂的煤层瓦斯抽采方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述施工大面积的倾向钻孔或定向钻孔，其钻孔的孔底应位于相邻工作面上顺槽沿倾向方向的80m范围以外，且在施工完毕后，随即对其进行封孔，封孔深度及长度需保证30m以上；所述施工大面积的倾向钻孔或定向钻孔，其钻孔的孔口需设置“十”字形的连接装置。
3.根据权利要求2所述的基于定向钻进与液氮急冻遇热致裂的煤层瓦斯抽采方法，其特征在于，所述“十”字形的连接装置一端上安设有法兰与钻孔内的抽采管连接，一端与气水分离装置连接，一端上安设有蝶阀与瓦斯抽采管道连接，且其表面开设有检测口，用于采集瓦斯气体，测定其浓度；另一端安设有蝶阀，抽采瓦斯时则关闭该蝶阀。
4.根据权利要求2所述的基于定向钻进与液氮急冻遇热致裂的煤层瓦斯抽采方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
S21：工作面瓦斯抽采...
【专利技术属性】
技术研发人员：程波，邹银辉，王振，向衍斌，张锋，黄光利，颜文学，杨亮，彭明辉，邓鹏，杨森，秦玉兵，马智勇，何显能，刘辉，魏宏宇，舒海，
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
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