一种煤炭区域消突方法技术

本申请实施例公开了一种煤炭区域消突方法，所述方法包括：获得第一参数，所述第一参数表征为目标区域的地质条件；依据煤矿的地质条件,选择煤层压裂策略，本发明专利技术的压裂策略有主压裂策略和辅助策略,本发明专利技术采用主压裂策略处理主矿脉煤层的压裂消突,采用辅助策略处理特殊煤层构造(如断层、死角)的消突,辅助策略有若干种,分别针对不同的特殊煤层构造。主压裂策略和依据第一参数所选定的某种辅助策略的组合为本发明专利技术所执行的目标压裂策略；所述目标压裂策略用于对目标区域进行全面、充分压裂，从压裂区域中进行瓦斯抽采。从压裂区域中进行瓦斯抽采。从压裂区域中进行瓦斯抽采。

【技术实现步骤摘要】
一种煤炭区域消突方法


[0001]本申请涉及消突技术，具体涉及一种煤炭区域消突方法。

技术介绍

[0002]煤与瓦斯突出是煤矿井下含瓦斯煤岩体由煤层向采掘部位急剧运动、并伴随大量瓦斯喷出的一种强烈动力过程，是极为有害的煤矿自然灾害，严重威胁着煤矿安全生产。如何在保证或提高煤层瓦斯抽采效率的同时，有效降低煤与瓦斯突出的风险，一直是困扰煤矿的主要难题之一。
[0003]为了消除煤层瓦斯突出，现有技术一般是从地面打水平压裂井，将煤层压裂，另从地面打负压抽采井，从所述压裂裂缝中将煤层中的瓦斯气抽采出来，防止在事后的煤炭开采中发生瓦斯突出的事故。
[0004]另一种煤层消突方法是本专利技术人在另外一份专利申请中所介绍的方案，即从井下钻水平长钻孔，将煤层压裂，从井下岩巷或主煤巷两巷的侧面采面向压裂裂缝区域打瓦斯抽采短钻孔，通过所述裂缝，将煤层中的瓦斯气抽采出来，从而防止瓦斯突出的事故。
[0005]但煤矿点地理结构各有不同，有的煤层完整、连续，有的煤层有断层、或走向起伏较大。完整地质结构的煤层适合水平长钻孔压裂作业，但煤层有断层、起伏较大的特殊地质结构，则水平井压裂方法无法胜任。
[0006]另外，上述水平长钻孔压裂，会大致形成一个椭圆形的裂隙区域，水平长钻孔分段压裂会形成若干个椭圆形的裂隙区域。煤矿拟消突处理的区域，一般是一个长方形的区块，椭圆形的裂隙区域与长方形的采煤区块匹配不上的角部，会形成未被压裂的死角。
[0007]水平井一般沿煤层走向水平向前延伸。如果煤层有断层或煤层走向起伏过大，水平延伸的钻井会钻出煤层，进入岩层，压裂后，断层段或煤层起伏段的煤层会出现压裂空白。压裂死角和压裂空白的区域仍有可能发生瓦斯突出的事故。

技术实现思路

[0008]为解决现有存在的技术问题，本申请实施例提供一种特殊地质结构煤炭区域消突的方法。
[0009]在介绍本申请实施例的技术方案之前，先对以下几个本申请所用的技术术语进行说明：
[0010]1)第一地质参数，第一地质参数是指在确定压裂方案前，所取得的煤层地质资料，用于确定煤层矿脉是否完整，是否有主压裂策略不可覆盖的断层或煤层起伏太大的地段；本申请所述的第一地质参数还包括在压裂之后，所取得的煤层裂缝范围的地质资料，用于分析是否存在压裂死角及压裂死角的位置。
[0011]3)地质条件，是指煤层待作业区域的地质条件，在本申请的情况下，主要指煤层的连续性、断层和断层煤层长度的情况。
[0012]4)煤层断层，是指在煤层的主矿脉走向上，某一段由于地质的抬升或沉降，使该段
的煤层与主矿脉断开，或处于主矿脉的上方或处于主矿脉的下方，本申请中，可以将煤层起伏太大的区域也视为断层。
[0013]5)第一地质条件，第一地质条件是指待作业区域的煤层是连续完整的，但水平分段压裂后，可能存在压裂死角的地质条件。
[0014]6)第二地质条件，第二地质条件是指待作业区域的煤层存在少许断层，且断层长度较长的地质条件。
[0015]7)第三地质条件，第三地质条件是指待作业区域的煤层存在较多断层、且断层煤层长度较短的地质条件。
[0016]8)主压裂策略，主压裂策略是指采用水平长钻孔地面分段压裂的策略，该策略可形成大面积的压裂区域。水平长钻孔的长度一般为300
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1000米。水平长钻孔分段压裂可以从地面施工，也可以用本申请人在另外一份专利申请中所介绍的，在井下施工。主压裂策略主要适用于主矿脉的压裂作业。
[0017]9)辅助策略，辅助策略包括：辅助压裂策略和辅助网格密集度短钻孔策略。辅助压裂策略是指从煤矿岩巷或煤巷向主压裂策略所不及的煤层断层段或主压裂策略未能压裂的死角打压裂短钻孔，用压裂短钻孔对相关煤层断层段或压裂死角区域进行局部压裂的压裂策略，压裂短钻孔也分两种，一种是单段压裂水平短钻孔，另一种为井下钻孔压裂短钻孔。
[0018]压裂短钻孔的压裂手段有两种，一种是利用井下压力泵压裂，一种是用地面压裂设备压裂。
[0019]10)单段压裂水平短钻孔：是指从岩巷或煤巷倾斜钻进，进入煤层后变换钻头角度，水平沿目标煤层走向延伸的短钻孔。单段压裂水平短钻孔的延伸长度可达80
‑
200米，其中，采用井下压力泵压裂，单段压裂水平短钻孔的水平延伸长度应不超过100m；采用地面压裂设备压裂，单段压裂水平短钻孔的水平延伸长度可达200米以上。
[0020]11)井下钻孔压裂短钻孔：是指从岩巷或煤巷向煤层钻进，钻孔至进入煤层厚度的一半左右，对目标煤层进行压裂的短钻孔。其中，井下钻孔压裂短钻孔既可用井下压力泵压裂，也可用地面压裂设备压裂，使用不同压裂设备所得到压裂面积会有所不同。
[0021]12)网格密集度短钻孔策略：是指从煤矿岩巷或煤巷向水平长钻孔未压裂的煤层断层段、压裂空白段或压裂死角密集打网格状短钻孔，不需压裂，这些网格状密集短钻孔本身形成目标煤层的瓦斯抽采通道，瓦斯气可以从这些短钻孔抽出。网格密集度短钻孔可直接用于抽采瓦斯气。
[0022]网格密集型钻孔技术，不是一种压裂技术，而是采用煤矿井下钻机每间隔一定距离，如4m(米)从巷道向煤层进行钻孔的技术。这种钻孔技术相当于在长钻孔分段压裂方法、短钻孔单段压裂方法和井下钻孔井下压裂方法产生的裂缝的基础上，增加了更多了瓦斯抽采通道，即瓦斯抽放孔。从更多的瓦斯抽放孔处进行瓦斯抽采，可加快抽采速度。网格密集型钻孔技术钻出的孔的深度为10
‑
200米，孔直径约为50mm，采用负压从钻孔处抽取瓦斯以达到消突的目的。
[0023]13)压裂死角：本申请中压裂死角是指主压裂策略的水平长钻孔对煤层压裂后，与煤矿开采规划区域相比，仍未被压裂覆盖的煤层区域。
[0024]14)压裂空白区域，本申请中压裂空白区域是指主压裂策略的水平长钻孔无法穿
过的断裂段煤层(包括煤层起伏太大的地段)，水平井压裂后，相应段的煤层未被压裂。
[0025]15)第一裂缝体系：是指主压裂策略对煤层压裂所生成的立体网状裂缝群。
[0026]16)第二裂缝体系：是指辅助压裂策略对煤层压裂所生成的立体网状裂缝群。
[0027]17)瓦斯抽采通道：瓦斯抽采通道由瓦斯抽采钻孔和瓦斯抽采管道组成，用于从压裂煤层中抽采瓦斯气。
[0028]18)瓦斯抽采短钻孔：是指从地面向已压裂煤层打的钻孔，或从井下岩巷或煤巷向已压裂煤层钻的瓦斯抽采短钻孔。本申请中瓦斯抽采短钻孔与从井下岩巷或煤巷向目标煤层钻的单段压裂水平短钻孔、井下短钻孔、网格状短钻孔，形式上都非常相像，所以本申请中从井下岩巷向煤层打的短钻孔，均可同时用作瓦斯抽采钻孔。
[0029]19)瓦斯抽采管道：在本申请中瓦斯抽采管道是指在井下铺设的采气管道，该管道与所有瓦斯抽采钻孔连接，管道的终端与负压抽采设备连接。
[0030]本申请实施例的技术方案是这样实现的：
[0031]本申请实施例提供一种特殊地质结构煤炭区域消突方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤炭区域消突方法，其特征在于，包括：获得第一地质参数，所述第一地质参数表征为目标区域的地质条件；依据所述第一地质参数，选择煤层目标压裂策略，所述目标压裂策略中包含主压裂策略和与所述第一地质参数相匹配的若干辅助策略中的一种或几种；采用所述主压裂策略对目标区域煤层的主体进行压裂；采用所述辅助策略对目标区域煤层特殊地质构造进行压裂，或直接向压裂区域打抽采钻孔，抽采瓦斯气消突。2.权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一地质参数为压裂策略未确定之前取得的原地质参数和主压裂策略实施之后取得的目标区域煤层的主体压裂缝隙区域和未被压裂的死角区域的地质参数；所述煤层特殊地质构造为主压裂策略所不及的煤层断层段、压裂空白段和主压裂策略实施之后未被压裂的死角区域；所述主压裂策略包括：水平长钻孔分段压裂；所述辅助策略包括：辅助压裂策略和网格密集化短钻孔策略，其中，所述辅助压裂策略进一步包括：水平短钻孔单段压裂策略、井下短钻孔压裂策略。3.权利要求2所述的方法，其特征在于，所述水平短钻孔单段压裂策略包括水平短钻孔井下单段压裂策略和水平短钻孔地面单段压裂策略。4.权利要求2所述的方法，其特征在于，所述井下短钻孔压裂策略包括井下短钻孔井下压裂策略和井下短钻孔地面压裂策略。5.权利要求1
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4中任意一项所述的方法，其特征在于，在第一地质参数表征为目标区域的地质条件为第一地质条件的情况下，目标压裂策略包括水平长钻孔分段压裂策略和井下短钻孔压裂策略；在第一地质参数表征为目标区域的地质条件为第二地质...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓光，贾佳妮，梁天征，
申请(专利权)人：北京九尊能源技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：