一种构造煤无管道定点精准治理瓦斯长效抽采方法技术

本发明专利技术提出了一种构造煤无管道定点精准治理瓦斯长效抽采方法，通过施工近煤层顶板定向钻孔分叉钻孔，来对区域瓦斯赋存异常区域或瓦斯富集区域进行定点精准治理的抽采方法。因为钻孔主分支布置在顶板岩段，一方面可以降低钻孔塌孔的程度，另一方面还可以利用岩孔自身结构的稳定性替代抽采管道，并利用分支钻孔来进行精准治理，并消除孔内积水的影响，该种方法针对不同构造类型的煤种（f值小于1），将主孔段施工在煤层上方顶板层位，以保证主孔段的“上行特征”和分叉钻孔的“下行特征”，并结合工作面瓦斯赋存及煤厚情况，来确定分支钻孔的终孔和所要治理的位置。该种方法解决了“钻孔工程量过大、钻孔治理不精准、钻孔铺设管路过长、抽采塌孔堵塞抽采通道导致抽采效果不佳”等问题，并能超前随着工作面采掘卸压而提高瓦斯治理效果。理效果。理效果。

【技术实现步骤摘要】
一种构造煤无管道定点精准治理瓦斯长效抽采方法


[0001]本专利技术涉及煤矿井下瓦斯抽采领域，特别是指一种构造煤无管道定点精准治理瓦斯长效抽采方法。

技术介绍

[0002]当前我国在治理瓦斯抽采方面主要采用“地面压裂井”的方式进行瓦斯抽采，而穿层钻孔则是作为主要的“消突措施”进行应用。对于地面施工压裂井进行瓦斯精准治理存在“治理周期长、治理成本高、不能定点精准治理”等问题，而顶底抽巷穿层钻孔的瓦斯治理则容易受到“塌孔、积水排碴”等问题的影响导致抽采效果不佳。尤其是对于顶底抽巷变形严重，或是已回采工作面（底抽巷已经不具备瓦斯治理条件）的巷道来说，更需要一种具备“成本低、寿命长、见效快、成孔好”的新式瓦斯抽采方法来实现工作面的精准治理。

技术实现思路

[0003]本专利技术为解决现有技术中存在的问题，提出一种构造煤无管道定点精准治理瓦斯长效抽采方法。
[0004]本专利技术的技术方案是这样实现的：一种构造煤无管道定点精准治理瓦斯长效抽采方法，其步骤包括：S1、根据物探、钻探、化验的记录资料，在构造煤发育的工作面建立三维坐标系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种构造煤无管道定点精准治理瓦斯长效抽采方法，其特征在于，其步骤包括：S1、根据物探、钻探、化验的记录资料，在构造煤发育的工作面建立三维坐标系即XYZ坐标系；S2、根据物探、钻探、化验的记录资料记录的瓦斯赋存异常，确定所述工作面上瓦斯以及煤厚异常区域，然后将异常区域按照30m
×
30m的标准划分为异常区块；S3、利用十字交叉法结合所述三维坐标系确定各个异常区块的中心坐标，并绘制工作面异常点平面图；S4、根据工作面异常点分布，确定所要施工定向钻孔所控制的异常区域，利用最小平方法求得每个异常区域最优、最短的定向主钻施工参数以及各分支钻孔的施工参数；S5、按照步骤S4中的施工参数进行施工，最终形成构造煤无管道定点精准治理瓦斯长效抽采。2.根据权利要求1所述的构造煤无管道定点精准治理瓦斯长效抽采方法，其特征在于：在步骤S1中，所述构造煤包括Ⅱ、Ⅲ构造煤、f值低于0.5的煤层。3.根据权利要求1所述的构造煤无管道定点精准治理瓦斯长效抽采方法，其特征在于：在步骤S1中，所述三维轴坐标系建立的方法为：选定中部底板巷正巷口为圆心，命名为Q0，其X、Y值和Z值分别赋值为“0,0,标高”，所述工作面内任意一个位置的XY坐标以其与Q0的相对横竖向平距作为异常区的X、Y值（X
Ci
，Y
Ci
），并以该区域的“水平标高”作为其Z值。4.根据权利要求1所述的构造煤无管道定点精准治理瓦斯长效抽采方法，其特征在于：在步骤S2中，所述瓦斯赋存异常包括煤厚赋存异常、施工过程中瓦斯涌出或喷孔异常以及工作面预测结果异常的区域，所述瓦斯赋存异常指可能发生瓦斯灾害事件的相关异常要素，包括煤厚≥5m、瓦斯含量大于8m3/t、瓦斯压力大于0.74MPa、打钻和揭煤期间出现喷孔现象、掘进期间出现验证指标超限的区块。5.根据权利要求1所述的构造煤无管道定点精准治理瓦斯长效抽采方法，其特征在于：在步骤S3中，结合物探和钻探的手段，将煤厚异常区域或瓦斯赋存异常区域边界进行连线，若单一异常区域覆盖面积过大，采用全舍法按照30m
×
30m的标准划分区域，利用十字交叉法确定每个异常区域的中心点，命名为C
i
，C代表异常区域，i代表异常区域编号，并测量出工作面三维轴坐标系的坐标值，X、Y坐标通过平面图测量，Z做标准结合工作面等高线确定。6.根据权利要求1所述的构造煤无管道定点精准治理瓦斯长效抽采方法，其特征在于：在步骤S4中，所述定向主钻施工参数包括主孔开孔坐标、主孔施工方位角、主孔长度、主孔平稳段施工倾角。7.根据权利要求5所述的构造煤无管道定点精准治理瓦斯长效抽采方法，其特征在于：在步骤S4中，确定定向主钻孔的轨迹：1）层位空间方面：结合工作面异常点平面图绘制情况，以及定向钻自身施工特征，定向钻自身的施工特征为每钻进3m调整0.5
°
倾角，来确定定向主钻孔轨迹，定向主钻孔要求距离煤层顶板1.0~5.0m层位，在前30m钻进范围内尽快调整层位至煤层顶板1.0m处，随后结合末端煤层标高与钻进30m处煤层顶板1.0m层位标高之差，确定钻进坡度；要求坡度近直线“避免S弯”，煤段钻孔全程下套管固孔，防止塌孔影响后期抽采效果；钻进30m后主钻孔钻进坡度计算见公式1所示：A
倾
=arctan{（Z
末端
‑
Z
30m处
）/[（X
末端
‑
X
30m处
）2+（Y
末端
‑
Y...

【专利技术属性】
技术研发人员：张智峰，杨恒，杨程涛，闫本正，熊俊杰，陈祖国，单永科，陈建伟，李冬冬，柴锡军，蒋志刚，刘晨，武腾飞，刘耀，郭志企，宣德全，杜留群，刘中一，王朝峰，
申请(专利权)人：河南能源化工集团研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：