煤层钻孔喷射压裂与采动压力协同作用强化瓦斯抽采方法技术

本发明专利技术公开了一种煤层钻孔喷射压裂与采动压力协同作用强化瓦斯抽采方法，根据煤矿井下巷道开挖和回采工作面回采过程中造成的采动压力时空分布规律，确定工作面进风巷和回风巷侧的垂直于回采工作面的预抽采瓦斯钻孔合理位置；再根据工作面前方采动压力时空分布规律和压裂参数设计确定垂直于回采工作面方向的压裂抽采一体化钻孔位置、分组压裂长度和分段压裂间距等技术参数，利用水力喷射压裂技术，对煤层进行后退式分组分段压裂。在压裂效应和采动压力协同耦合作用下，压裂裂缝进一步扩展，实现了大范围区域煤层精准、均匀、全覆盖双重卸压增透效果；利用预抽采瓦斯钻孔和压裂抽采一体化钻孔实现煤层压裂与瓦斯高效安全抽采。

【技术实现步骤摘要】
煤层钻孔喷射压裂与采动压力协同作用强化瓦斯抽采方法
本专利技术涉及瓦斯抽采
，具体涉及一种煤层钻孔喷射压裂与采动压力协同作用强化瓦斯抽采方法。
技术介绍
随着煤矿采深和开采强度的不断增加，矿井瓦斯灾害日益突出，并制约着煤炭安全生产，严重影响着矿井生产效益。瓦斯灾害防治受到越来越多的重视。同时，煤层瓦斯(煤层气)也是一种高效的清洁能源，理论研究和现场实践表明，在煤炭开采前对煤层瓦斯进行抽采是防治矿井瓦斯灾害的根本性措施；同时，抽采的瓦斯也能够作为清洁能源进行发电、供热等。近十年来，水力压裂技术在煤矿瓦斯动力灾害防治、煤层卸压增透与瓦斯抽采等方面得到了较为广泛的应用，并取得了一些较好的效果。目前最常用的煤层水力压裂技术是底板巷穿层钻孔整段压裂和本煤层钻孔整段压裂技术；该类方法都是向煤层中施工钻孔，对钻孔进行封孔后直接进行整段压裂，并没有进行更为精准的分段压裂。传统的整段压裂技术对实际压裂位置、方向不能准确的控制，裂隙分布不均匀，裂隙影响范围较小，瓦斯抽采率低且难以持续、高效的进行。随着煤矿用千米钻机和煤矿井下压裂泵站等相关技术的发展，一些学者本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤层钻孔喷射压裂与采动压力协同作用强化瓦斯抽采方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/na.根据矿山采动压力确定受工作面进风巷和回风巷开挖、相邻工作面采动和邻近采空区造成的侧方采动压力P

【技术特征摘要】
1.一种煤层钻孔喷射压裂与采动压力协同作用强化瓦斯抽采方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
a.根据矿山采动压力确定受工作面进风巷和回风巷开挖、相邻工作面采动和邻近采空区造成的侧方采动压力P1随距离巷帮的空间分布规律，确定进风巷和回风巷巷道围岩卸压带深度；根据矿山采动压力确定回采工作面前方支承压力P2的时空分布规律；
b.在靠近工作面进风巷和回风巷侧的回采煤层中各钻进一个垂直于回采工作面方向的预抽采瓦斯钻孔，所述预抽采瓦斯钻孔的位置由侧方采动压力P1确定；所述预抽采瓦斯钻孔施工完毕后进行封孔，之后除孔口封孔段外其余孔段全部下入PVC筛管，并将PVC筛管与瓦斯抽采系统连接；
c.在回采煤层中已钻进的两个预抽采瓦斯钻孔之间钻进若干个垂直于回采工作面方向的煤层压裂抽采一体化钻孔，所述压裂抽采一体化钻孔的数量由回采工作面长度、径向压裂半径确定；所述压裂抽采一体化钻孔施工完毕后进行封孔，之后除孔口封孔段外其余孔段全部下入PVC套管，水力喷射管柱下入PVC套管中，并将水力喷射管柱与压裂系统连接，将水力喷射管柱与PVC套管之间的环空分别与瓦斯抽采系统和环空补液系统连接；
d.开始回采工作面的采煤作业，并在回采工作面向前推进的同时从靠近回采工作面端后退式进行分组分段水力喷射压裂作业，其中第一组分段压裂的位置、每组压裂的长度根据工作面前方支承压力P2时空分布规律确定，分段压裂的间距和每组分段压裂的段数根据轴向压裂半径和每组压裂的长度确定；在第一组分段压裂完成后，暂停水力喷射和压裂作业，待回采工作面向前推进第一组分段压裂轴向影响距离后，对回采煤层进行第二组分段压裂，如此循环，直至完成整个回采煤层的压裂作业；
e.利用回采煤层中两个所述预抽采瓦斯钻孔在整个分组分段压裂过程中对煤层瓦斯进行不间断连续抽采；在完成前一组分段压裂后且在进行下一组分段压裂之前，切换压裂抽采一体化钻孔孔口环空与瓦斯抽采系统连接，利用水力喷射管柱与PVC套管之间的环空对煤层瓦斯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李楠，燕满月，房柳林，赵辉，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32