一种水力压裂与激光割缝热驱协同强化瓦斯抽采的方法技术

一种水力压裂与激光割缝热驱协同强化瓦斯抽采的方法，先用水力压裂对煤体进行压裂作业，然后采用激光发生器产生激光对煤体进行割缝，形成的缝槽能有效增加煤体的开裂而增加透气性，并利用高吸水材料粉末吸收水蒸气，液氮雾的喷射，能在送入管的旋转下喷到激光切割煤体处，既能温度过高引发的煤自燃隐患，还能对煤体进行冷冲击，煤体循环受到热冲击和冷冲击的作用，形成局部进一步的致裂增透；密封外接管，有助于液氮雾气化产生的氮气压裂出煤体中小裂隙。本发明专利技术不但有效解决了低透气煤层增透范围小、增透效果差的难题，还能解决水力压裂的“水锁”效应，实现区域增透与局部致裂增透相结合，提高瓦斯抽采浓度并加快低透气性煤层瓦斯抽采速率。斯抽采速率。斯抽采速率。

【技术实现步骤摘要】
一种水力压裂与激光割缝热驱协同强化瓦斯抽采的方法


[0001]本专利技术涉及一种瓦斯抽采方法，具体是一种水力压裂与激光割缝热驱协同强化瓦斯抽采的方法，属于瓦斯抽采


技术介绍

[0002]中国工程院《国家能源发展战略2030～2050》报告提出2050年煤炭年产量控制在30亿吨，煤炭将长期作为我国的主导能源。但是，我国煤矿地质条件复杂，高瓦斯煤层占50％～70％，而高瓦斯低透气性煤层又占其中的70％左右。我国高瓦斯低透气性煤层赋存特征是微孔隙性、低渗透率和高吸附性，导致在开采过程中往往伴随着大量瓦斯涌出，特别是随着煤炭生产的高效集约化和开采深度的增加，瓦斯涌出量越来越大，瓦斯爆炸和瓦斯突出危险的威胁越来越严重。在透气性差的矿井进行未卸压煤体瓦斯预抽效果往往都不理想，增加煤体透气性强化瓦斯抽采显得尤为重要。
[0003]水力压裂技术作为水力化增透措施已被煤矿广泛应用；但是水力压裂技术存在效果不稳定、卸压不充分、抽采效率低等现象，不仅费工费时、工作量大，而且危险性高、成本高，主要是因为传统的水力压裂技术裂隙扩展不充分，没有实现区域的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水力压裂与激光割缝热驱协同强化瓦斯抽采的方法，其特征在于，实现该方法的装置包括水箱(18)、高压水泵(21)、激光发生器(17)、液氮雾发生器(15)以及三通阀(10)，三通阀(10)的其中一端口与处于水力压裂钻孔(2)外部的水力压裂管(9)的一端连接，水力压裂管(9)的另一端延伸至水力压裂钻孔(2)内部，并在水力压裂钻孔(2)内部的水力压裂管(9)的前部分套装若干个高吸水材料粉末袋(8)；三通阀(10)的另外两个端口分别与第二注水管(22)的一端和外接管(11)的一端连接，第二注水管(22)的另一端与高压水泵(21)的出口连接，水箱(18)通过第一注水管(20)与高压水泵(21)的进口连接，第一注水管(20)上安装第二控制阀(19)；送入管(12)沿着外接管(11)延伸至水力压裂钻孔(2)内部，通过送入管(12)将激光头携带装置(3)、液氮雾喷头(5)送入到距离水力压裂管(9)前端1～2m处，激光头携带装置(3)的另一端通过光纤(16)与激光发生器(17)相连，液氮雾喷头(5)的另一端通过液氮雾输送管(14)与液氮雾发生器(15)相连，并将外接管(11)密封，在外接管(11)上安装第一控制阀(13)和压力表(23)；所述方法包括如下步骤：
①
在工作面巷道内根据煤体(1)倾向施工水力压裂钻孔(2)，将水力压裂管(9)送入水力压裂钻孔(2)内，采用高压注浆法对水力压裂钻孔(2)进行密封并形成封孔段(7)；
②
关闭第一控制阀(13)，打开第二控制阀(19)，启动高压水泵(21)，压力为10～15MPa高压水被注入水力压裂钻孔(2)中，对煤层实施水力压裂，压裂时间为2～4h；
③
关闭高压水泵(21)和第二控制阀(19)，通过送入管(12)将激光头携带装置(3)、液氮雾喷头(5)送入到距离水力压裂管(9)前端1～2m处，密封外接管(11)；
④
启动激光发生器(17)和液氮雾发生器(15)，旋转送入管(12)，激光将水力压裂管(9)前部分依次切断，并将高吸水材料粉末袋(8)切割开，然后在氮气的保护气体环境中对煤体进行切割，形成缝槽(6)，形成较大区域的煤体致裂；煤体(1)中富含的水分转化为水蒸气，被水力压裂钻孔(2)内飞扬的高吸水材料粉末...

【专利技术属性】
技术研发人员：王圣程，黄兰英，胡东亮，卢守青，苏善杰，侯鹏，夏红春，禄利刚，宋雪娟，张朕，吴静晰，王艳，杨硕，金煜皓，杨捷，宋雷，
申请(专利权)人：徐州工程学院，
类型：发明
国别省市：