一种利用气力耦合作用的煤层扩孔增透方法技术

本发明专利技术公开了一种利用气力耦合作用的煤层扩孔增透方法，先通过钻头Ⅰ完成第一段钻孔的钻设；采用直径可扩张的钻头Ⅱ送入第一段钻孔最深处，钻进一段距离后完成钻头Ⅱ的变径扩张过程；保持钻头Ⅱ的扩张状态继续向煤层内部钻进，钻进过程中高压气体和扩张钻头对煤体耦合冲击，高压气体将破碎煤体从钻孔内排出，从而完成一个扩孔造穴过程；然后依次完成后续多个扩孔造穴过程，直至钻进至设计深度后停止钻进，此时在钻进方向上形成多个缝穴空间；将钻头Ⅱ退出钻孔后，向第一段钻孔内装入护孔筛管，最后对钻孔进行预抽煤层瓦斯工作。本发明专利技术扩孔直径大、扩孔施工简单方便，并且扩孔形成缝穴过程中不易塌孔，从而能有效对松软煤层进行扩孔增透。

A method of coal seam expanding and increasing permeability by using the coupling effect of air force

【技术实现步骤摘要】
一种利用气力耦合作用的煤层扩孔增透方法
本专利技术涉及一种利用气力耦合作用的煤层扩孔增透方法，属于煤矿井下煤层打钻、增透相关
，尤其适用于松软低渗透性高瓦斯煤层。
技术介绍
我国89％以上的高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井煤层坚固性差(f<1)。这些松软煤层矿井大量地分布在河南、安徽、贵州、四川、云南和湖南等省的高瓦斯矿区。松软煤层是由原始煤层遭受了地质构造运动形成的，以碎粒煤、糜棱煤为主，煤体强度低，原生裂隙被破坏，结构复杂，透气性减小而不利于气体流动。我国典型高瓦斯松软煤层矿区煤层渗透率在10-17-10-19m2之间，比西方发达国家低2～3个数量级。这就导致了松软煤层瓦斯抽采非常困难，成为了瓦斯灾害事故的主要发生地。所以，增加煤层透气性是解决我国瓦斯治理难题的关键。储层增透技术伴随着石油、煤炭等矿藏的开采而发展起来的，一般可分为力学方法和物理化学方法。力学方法通过改变应力分布产生新裂隙，从而提高储层渗透性，如造穴技术、水力压裂、水射流扩孔(或割缝)、松动爆破等；物理方法是指使声、电等物理场作用于储层来增渗，如超声波、液电脉冲、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用气力耦合作用的煤层扩孔增透方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：/nA、在中空钻杆上连接钻头Ⅰ，钻机通过中空钻杆带动钻头Ⅰ在巷道壁上向煤层钻进，使钻头Ⅰ到达煤层时停止钻进，将中空钻杆及钻头Ⅰ从钻孔退出，完成第一段钻孔的钻设，然后在该段钻孔内装入钢制套管并用水泥浆液进行固孔；/nB、将钻头Ⅰ从中空钻杆上拆下，并装上直径可扩张的钻头Ⅱ，钻头Ⅱ包括主钻头、主钻头连杆和扩孔钻头，主钻头固定在主钻头连杆的顶端，主钻头连杆底端与中空钻杆同轴连接，主钻头连杆侧部开设凹槽，扩孔钻头处于凹槽内且其一端与凹槽内部活动连接，扩孔钻头的另一端开设气体喷口，气体喷口依次经过扩孔钻头内部通道、主钻头连杆内部通...

【技术特征摘要】
1.一种利用气力耦合作用的煤层扩孔增透方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：
A、在中空钻杆上连接钻头Ⅰ，钻机通过中空钻杆带动钻头Ⅰ在巷道壁上向煤层钻进，使钻头Ⅰ到达煤层时停止钻进，将中空钻杆及钻头Ⅰ从钻孔退出，完成第一段钻孔的钻设，然后在该段钻孔内装入钢制套管并用水泥浆液进行固孔；
B、将钻头Ⅰ从中空钻杆上拆下，并装上直径可扩张的钻头Ⅱ，钻头Ⅱ包括主钻头、主钻头连杆和扩孔钻头，主钻头固定在主钻头连杆的顶端，主钻头连杆底端与中空钻杆同轴连接，主钻头连杆侧部开设凹槽，扩孔钻头处于凹槽内且其一端与凹槽内部活动连接，扩孔钻头的另一端开设气体喷口，气体喷口依次经过扩孔钻头内部通道、主钻头连杆内部通道与中空钻杆内部连通；钻头Ⅱ处于未扩张状态时，扩孔钻头处于主钻头连杆的凹槽内；进行扩孔造穴时，钻机将处于未扩张状态的钻头Ⅱ及中空钻杆送入第一段钻孔最深处，然后钻孔带动钻头Ⅱ继续向煤层钻进，钻头Ⅱ钻进一段距离后，将高压气源连入中空钻杆，使气体喷口喷出高压气体，高压气体对孔壁冲击增加孔壁破碎，并将孔壁切削后产生的破碎煤体随气流排出钻孔；同时扩张钻头在气体反冲力和中空钻杆的旋转离心力作用下，扩孔钻头的另一端从凹槽内展开，对该段钻孔的孔壁进行切削扩孔，直至钻头Ⅱ的扩张钻头达到最大展开位置时，完成钻头Ⅱ的变径扩张过程；
C、保持钻头Ⅱ的扩张状态继续向煤层内部钻进，钻进过程中高压气体和扩张钻头对煤体耦合冲击...

【专利技术属性】
技术研发人员：周福宝，刘春，刘光义，朱少廷，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32