專利名稱：被保護層底板上向梳狀鉆孔瓦斯抽采方法
技術領域：
本發明涉及瓦斯抽采技術，尤其是一種被保護層底板上向梳狀鉆孔瓦斯抽采方法。
背景技術：
《防治煤與瓦斯突出規定》要求突出煤層采前必須采取區域性防突措施，保護層開采技術為一種主要的區域性防突措施，其中涉及保護層與被保護層兩個煤層。為消除鄰近煤層(被保護層)的突出危險而先開采的煤層稱為保護層；由于保護層開采的采動作用并同時抽采卸壓瓦斯，可使鄰近的突出危險煤層轉變為無突出危險煤層，該鄰近的突出危險煤層稱為被保護層。保護層開采之后，被保護層獲得了卸壓增透效果，通過對被保護層的卸壓 瓦斯進行抽采，可以徹底消除被保護層的突出危險性。目前，最常見的被保護層卸壓瓦斯抽采方法為底板巖巷網格式上向穿層鉆孔抽采方法，該方法需要在被保護層的底板內走向施工底板巖石巷道(底板巖巷)，從底板巖巷中向突出煤層(被保護層)施工網格式穿層鉆孔，并對穿層鉆孔進行永久封孔，通過封孔管將鉆孔連入底板巖巷內鋪設的總抽采管路中進行瓦斯抽采。但是該方法需要在煤層底板巖層中布置一條或多條巖巷，在巖巷中每隔一定距離施工鉆場，在鉆場內施工大量上向穿層抽采鉆孔，其巷道、鉆孔工程量大，鉆孔利用率低，實施起來工期長、投資大，增加了抽采成本，影響了開采效率和周期。
發明內容
技術問題本發明的目的是克服已有技術中存在的問題，提供一種方法簡單、施工成本低、周期短、安全高效的被保護層底板上向梳狀鉆孔瓦斯抽采方法。技術方案本發明被保護層底板上向梳狀鉆孔瓦斯抽采方法，包括如下步驟
a.在被保護層底板內布置鉆場，先在鉆場內沿工作面走向鉆一個主孔，主孔水平位置與被保護層之間的垂距為15 25m ；
b.主孔鉆進15m后停止鉆孔，對主孔進行擴孔，在擴孔內安裝封孔管，在孔口安裝防噴裝置及氣水分離器；
c.繼續對主孔沿工作面走向進行近水平定向鉆進，直到主孔到達設定深度；
d.向主孔內置入封隔造斜器直至最里端，然后由內向外設定第一個強制造斜點位置，采用小直徑大彎角的孔底馬達進行造斜鉆孔，使鉆孔軌跡保持最小半徑延伸至穿過被保護層進入被保護層頂板O. 5m，完成首個分支孔；
e.從首個分支孔中退出孔底馬達，將封隔造斜器向外移動到下一個強制造斜點位置，再通過孔底馬達進行下一個分支孔的鉆進，依次循環，由內向外完成所有設定強制造斜點位置的分支孔鉆進，最終形成一組分布在被保護層底板中的多分支梳狀鉆孔，在主孔的孔口處安裝瓦斯抽采管路；
f.重復上述步驟，在被保護層的范圍內完成多組分布在被保護層底板中的多分支梳狀鉆孔，并在每組主孔的孔口處安裝瓦斯抽采管路，對形成的一組組分布在被保護層底板中的多分支梳狀鉆孔進行瓦斯抽采。所述多分支梳狀鉆孔之間的間距為20 30m ;所述對多分支梳狀鉆孔進行瓦斯抽采的負壓為25 40kPa ;所述在擴孔內安裝封孔管的長度為8 15m。有益效果采用本發明提出的被保護層底板上向梳狀鉆孔瓦斯抽采方法，不需要施工專門的底板巖巷，克服了傳統的底板巖巷網格式上向穿層鉆孔抽采方法巷道、鉆孔工程量大，鉆孔利用率低，實施工期長、投資大等缺點，降低了施工成本、縮短了開采周期。該方法用于保護層開采技術中的瓦斯抽采，具有“一孔多用”的特點，可在保護層開采前預抽被保護層瓦斯，在保護層開采后實現被保護層卸壓瓦斯的抽采，大大提高瓦斯抽采效率，縮短保護層開采周期。
圖I是本發明的一組被保護層底板上向梳狀鉆孔的施工原理圖。 圖2是圖I中分支點局部放大結構示意圖。圖中1 一主孔；2—分支孔；3—封隔造斜器；4一孔底馬達；I 一被保護層頂板；II一被保護層JII一被保護層底板;A—鉆場。
具體實施例方式如圖I所示，本發明的被保護層底板梳狀鉆孔瓦斯抽采方法，首先在被保護層底板III內布置鉆場A，先在鉆場A內沿工作面走向鉆一個主孔1，主孔I水平位置與被保護層II之間的垂距為15 25m ;主孔I鉆進15m后停止鉆孔，對主孔I進行擴孔，在擴孔內安裝封孔管，安裝封孔管的長度為8 15m ;在孔口安裝防噴裝置及氣水分離器；繼續對主孔I沿工作面走向進行近水平定向鉆進，直到主孔I到達設定深度；向主孔I內置入封隔造斜器3直至最里端，然后由內向外設定第一個強制造斜點位置，采用小直徑大彎角的孔底馬達4進行造斜鉆孔，使鉆孔軌跡保持最小半徑延伸至穿過被保護層II進入被保護層頂板I為O. 5m,完成首個分支孔2 ;從首個分支孔2中退出孔底馬達4，將封隔造斜器3向外移動到下一個強制造斜點位置，再通過孔底馬達4進行下一個分支孔2的鉆進，依次循環，由內向外完成所有設定強制造斜點位置的分支孔2鉆進，最終形成一組分布在被保護層底板III中的多分支梳狀鉆孔，多分支梳狀鉆孔之間的間距為20 30m ;對多分支梳狀鉆孔進行瓦斯抽采的負壓為25 40kPa ;在主孔I的孔口處安裝瓦斯抽采管路。重復上述步驟，在被保護層II的范圍內完成多組分布在被保護層底板III中的多分支梳狀鉆孔，并在每組主孔I的孔口處安裝瓦斯抽采管路，對形成的一組組分布在被保護層底板III中的多分支梳狀鉆孔進行瓦斯抽采。該方法可在保護層開采前預抽被保護層瓦斯，保護層開采過程中隨著開采工作面的推進，被保護層松動并產生卸壓增透效果，在抽采負壓作用下大量卸壓瓦斯進入梳狀鉆孔，通過抽采管路被抽出。
權利要求
1.一種被保護層底板上向梳狀鉆孔瓦斯抽采方法，其特征在于包括如下步驟 a.在被保護層底板(III)內布置鉆場(A)，先在鉆場(A)內沿工作面走向鉆ー個主孔(1)，主孔(I)水平位置與被保護層(II)之間的垂距為15 25m ; b.主孔(I)鉆進15m后停止鉆孔，對主孔(I)進行擴孔，在擴孔內安裝封孔管，在孔ロ安裝防噴裝置及氣水分離器； c.繼續對主孔(I)沿工作面走向進行近水平定向鉆進，直到主孔(I)到達設定深度； d.向主孔(I)內置入封隔造斜器(3)直至最里端，然后由內向外設定第一個強制造斜點位置，采用小直徑大彎角的孔底馬達(4)進行造斜鉆孔，使鉆孔軌跡保持最小半徑延伸至穿過被保護層(II)進入被保護層頂板(I )為O. 5m，完成首個分支孔(2)； e.從首個分支孔(2)中退出孔底馬達(4)，將封隔造斜器(3)向外移動到下一個強制造斜點位置，再通過孔底馬達(4)進行下ー個分支孔(2)的鉆進，依次循環，由內向外完成所有設定強制造斜點位置的分支孔(2)鉆進，最終形成ー組分布在被保護層底板(III)中的多分支梳狀鉆孔，在主孔(I)的孔ロ處安裝瓦斯抽采管路； f.重復上述步驟，在被保護層(II)的范圍內完成多組分布在被保護層底板(III)中的多分支梳狀鉆孔，并在每組主孔(I)的孔ロ處安裝瓦斯抽采管路，對形成的ー組組分布在被保護層底板(III)中的多分支梳狀鉆孔進行瓦斯抽采。
2.根據權利要求I所述的被保護層底板上向梳狀鉆孔瓦斯抽采方法，其特征在于所述多分支梳狀鉆孔之間的間距為20 30m。
3.根據權利要求I所述的被保護層底板上向梳狀鉆孔瓦斯抽采方法，其特征在于所述對多分支梳狀鉆孔進行瓦斯抽采的負壓為25 40kPa。
4.根據權利要求I所述的被保護層底板上向梳狀鉆孔瓦斯抽采方法，其特征在于所述在擴孔內安裝封孔管的長度為8 15m。
全文摘要
本發明公開的一種被保護層底板上向梳狀鉆孔瓦斯抽采方法，通過在被保護層底板進行定向鉆進，提鉆后從孔內下入專用封隔造斜器，采用小直徑大彎角孔底馬達進行由里向外施工向上分支鉆孔，形成一組組被保護層底板上向梳狀鉆孔，待所有鉆孔施工結束后，封孔并接入瓦斯抽采管路進行瓦斯抽采。用于保護層開采技術中的瓦斯抽采，具有“一孔多用”的特點，可在保護層開采前預抽被保護層瓦斯，在保護層開采后實現被保護層卸壓瓦斯的抽采，其施工成本低、周期短。
文檔編號E21F7/00GK102661167SQ20121014272
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月10日 優先權日2012年5月10日
發明者盧守青, 安豐華, 張曉磊, 王亮, 程遠平, 金侃 申請人:中國礦業大學