一種上堵下滲抽采采動區(qū)瓦斯的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種上堵下滲抽采采動區(qū)瓦斯的方法，該方法用大小不同的鉆頭分別鉆至第四系界面下方20～30m、七煤層頂板上方5～6m處、十煤層頂板上方7～8m處、十煤層底板下方3～5m處，鉆出一開鉆孔（1）、二開鉆孔（5）、三開鉆孔（7）、四開鉆孔（10）；并分別下一開套管（2）、二開套管（6）、三開套管（8）、木塞（11）；三開套管（8）的下部分布有通孔（9），二開套管與三開套管之間安裝膨脹橡膠封閉，然后洗井抽瓦斯。使用本發(fā)明，能夠有效解決采動井因滲水而影響瓦斯抽采的問題，最大限度釋放煤層瓦斯、提高瓦斯抽采率；同時，可解除七、八、九煤層突出威脅，減少回采面瓦斯涌出量，保證煤礦生產(chǎn)的安全。
【專利說明】一種上堵下滲抽采采動區(qū)瓦斯的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種地面鉆井的瓦斯抽采方法，具體是一種地面鉆井上堵下滲抽采采動區(qū)瓦斯的方法，屬于瓦斯抽采【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]我國大部分礦區(qū)的煤層具有松軟、透氣性低、瓦斯含量大、壓力高的特點，瓦斯抽采難度大，嚴(yán)重影響礦井安全生產(chǎn)。地面采動區(qū)井利用下部煤層采煤工作面采動導(dǎo)致上部煤層卸壓的有利時機(jī)，抽采下部煤層工作面的采空區(qū)集聚瓦斯和上部煤層卸壓的解析瓦斯。但由于工作面采動引起巖層移動和地面沉降的影響，常導(dǎo)致鉆井變形破壞，使鉆井上部松散層含水層的水滲入鉆井；同時由于下部煤層工作面的開采使頂板出現(xiàn)冒落帶、裂隙帶和彎曲下沉帶，降低了鉆井積水導(dǎo)入工作面采空區(qū)的能力；另加上上部卸壓煤層瓦斯和煤粉噴入鉆井內(nèi)，如煤粉與井筒的淋水混合，進(jìn)一步惡化井筒積水導(dǎo)入下部煤層工作面采空區(qū)的能力。由于上述原因，使得鉆井內(nèi)逐漸積水和鉆井內(nèi)水位不斷升高，當(dāng)井筒水柱壓力大于上部卸壓煤層賦存的瓦斯壓力時，地面井則不能抽取瓦斯，導(dǎo)致地面瓦斯抽采井報廢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種上堵下滲抽采采動區(qū)瓦斯的方法，該方法能夠有效解決采動井因滲水而影響瓦斯抽采的問題，提高瓦斯抽采率，滿足礦井安全生產(chǎn)的要求。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明上堵下滲抽采采動區(qū)瓦斯的方法，包括以下步驟:
A.用鉆頭從地表鉆進(jìn)至第四系界面下方20m?30m的基巖硬盤鉆出一開鉆孔，在一開鉆孔中下一開套管，再在一開套管與一開鉆孔之間注入水泥漿固井；
B.用直徑比一開套管內(nèi)徑小的鉆頭鉆至七煤層頂板上方5m?6m處鉆出二開鉆孔，在由一開套管、二開鉆孔組成的全孔中下直徑比二開鉆孔小的二開套管，再在二開套管與一開套管、二開鉆孔之間注入水泥漿固井；
C.用直徑比二開套管內(nèi)徑小的鉆頭鉆至十煤層頂板上方7m?Sm處鉆出三開鉆孔，在二開套管、三開鉆孔組成的全孔中下直徑比三開鉆孔小的三開套管，位于二開套管下端面以下的三開套管的側(cè)壁上分布有通孔；
D.在二開套管與三開套管之間，位于第四系下Im?2m處安裝第一膨脹橡膠封閉，位于七煤頂板以上5m?6m處安裝第二膨脹橡膠封閉，在第一膨脹橡膠上方的二開套管與三開套管之間注入水泥漿；
E.用直徑比三開套管內(nèi)徑小的鉆頭鉆至十煤層底板下方3m?5m處鉆出四開鉆孔，在四開鉆孔中下入木塞；
F.先用清水洗井，再用焦磷酸鈉洗井，完成鉆孔洗井；
G.進(jìn)行瓦斯抽采。
[0005]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明瓦斯抽采方法，改進(jìn)了采動區(qū)井的結(jié)構(gòu)，第四系地層由三層套管及膨脹橡膠防堵，防止地層水進(jìn)入采動區(qū)井內(nèi)；七煤層以上至第四系界面下方的基巖硬盤由兩層套管及膨脹橡膠防堵，防止煤層上砂巖及閃長巖含水層進(jìn)入采動區(qū)井內(nèi)；位于七煤層頂板上方5m?6m處以下的套管的側(cè)壁上分布有通孔，煤層水由上方通孔流入、通過下方通孔由采動裂隙帶慢慢滲入采空區(qū)，從而避免井管內(nèi)水直接進(jìn)入采煤工作面，造成礦井事故。使用本發(fā)明，能夠避免采動井中積水，最大限度釋放煤層瓦斯、提高瓦斯抽采率；同時，在開采十煤層時，由地面鉆井抽采中組煤卸壓瓦斯，解除了七、八、九煤層突出威脅，減少了回采面瓦斯涌出量。本發(fā)明有效地防止了瓦斯爆炸，保證了煤礦生產(chǎn)的安全。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明示意圖。
[0007]圖中:1.一開鉆孔，2.—開套管，3.水泥漿，4-1.第一膨脹橡膠，4-2.第二膨脹橡膠，5.二開鉆孔，6.二開套管，7.三開鉆孔，8.三開套管，9.通孔，10.四開鉆孔，11.木塞。
【具體實施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0009]如圖1所示，本上堵下滲抽采采動區(qū)瓦斯的方法，包括以下步驟:
A.用鉆頭從地表鉆進(jìn)至第四系界面下方20m?30m的基巖硬盤鉆出一開鉆孔1，在一開鉆孔I中下一開套管2，再在一開套管2與一開鉆孔I之間注入水泥漿3固井；
B.用直徑比一開套管2內(nèi)徑小的鉆頭鉆至七煤層頂板上方5m?6m處鉆出二開鉆孔5，在由一開套管2、二開鉆孔5組成的全孔中下直徑比二開鉆孔5小的二開套管6，再在二開套管6與一開套管2、二開鉆孔5之間注入水泥漿3固井；
C.用直徑比二開套管6內(nèi)徑小的鉆頭鉆至十煤層頂板上方7m?Sm處鉆出三開鉆孔7，在二開套管6、三開鉆孔7組成的全孔中下直徑比三開鉆孔7小的三開套管8，位于二開套管6下端面以下的三開套管8的側(cè)壁上分布有通孔9 ；
D.在二開套管6與三開套管8之間，位于第四系下Im?2m處安裝第一膨脹橡膠4_1封閉，位于七煤頂板以上5m?6m處安裝第二膨脹橡膠4_2封閉，在第一膨脹橡膠4_1上方的二開套管6與三開套管8之間注入水泥漿；
E.用直徑比三開套管8內(nèi)徑小的鉆頭鉆至十煤層底板下方3m?5m處鉆出四開鉆孔10，在四開鉆孔10中下入木塞11，下木塞主要是起標(biāo)識作用，方便井下工人知道采動井的位置，預(yù)防采動井被破壞而引起事故。
[0010]F.先用清水洗井，再用焦磷酸鈉洗井，完成鉆孔洗井，增加巖層滲透能力，使鉆井孔壁形成水及瓦斯氣體通道；
G.進(jìn)行瓦斯抽采。
[0011]根據(jù)生產(chǎn)實際需要，優(yōu)選的，所述鉆頭、套管的選用由以下參數(shù)確定:一開套管2的外徑比一開鉆孔I的孔徑小66.5 mm?123臟，二開鉆孔5的孔徑比一開套管2內(nèi)徑小
8.5mm?46mm, 二開套管6的外徑比二開鉆孔5的孔徑小38.2 mm?66.5mm,三開鉆孔7的孔徑比二開套管6的內(nèi)徑小7.8 mm?46.7mm，三開套管8的外徑比三開鉆孔7的孔徑小
12.3謹(jǐn)?38.2謹(jǐn)，四開鉆孔10的孔徑比三開套管8的內(nèi)徑小26.7謹(jǐn)?64.8謹(jǐn)。
[0012]優(yōu)選的，所述木塞11的頂部位于十煤層頂板上方Im?2m的位置。[0013]優(yōu)選的，所述一開套管2、二開套管6、三開套管8的壁厚為9mm?12mm。
[0014]優(yōu)選的，在下套管時，所述一開套管2、二開套管6和三開套管8的管箍接頭涂抹防水鉛油。
【權(quán)利要求】
1.一種上堵下滲抽采采動區(qū)瓦斯的方法，其特征在于，包括以下步驟: A.用鉆頭從地表鉆進(jìn)至第四系界面下方20m?30m的基巖硬盤鉆出一開鉆孔(1)，在一開鉆孔(I)中下一開套管(2)，再在一開套管(2)與一開鉆孔(I)之間注入水泥漿(3)固井; B.用直徑比一開套管(2)內(nèi)徑小的鉆頭鉆至七煤層頂板上方5m?6m處鉆出二開鉆孔(5)，在由一開套管(2)、二開鉆孔(5)組成的全孔中下直徑比二開鉆孔(5)小的二開套管(6)，再在二開套管(6)與一開套管(2)、二開鉆孔(5)之間注入水泥漿(3)固井； C.用直徑比二開套管(6)內(nèi)徑小的鉆頭鉆至十煤層頂板上方7m?Sm處鉆出三開鉆孔(7)，在二開套管(6)、三開鉆孔(7)組成的全孔中下直徑比三開鉆孔(7)小的三開套管(8)，位于二開套管(6)下端面以下的三開套管(8)的側(cè)壁上分布有通孔(9)； D.在二開套管(6)與三開套管(8)之間，位于第四系下Im?2m處安裝第一膨脹橡膠(4-1)封閉，位于七煤頂板以上5m?6m處安裝第二膨脹橡膠(4_2)封閉，在第一膨脹橡膠(4-1)上方的二開套管(6)與三開套管(8)之間注入水泥漿； E.用直徑比三開套管(8)內(nèi)徑小的鉆頭鉆至十煤層底板下方3m?5m處鉆出四開鉆孔(10)，在四開鉆孔(10)中下入木塞(11)； F.先用清水洗井，再用焦磷酸鈉洗井，完成鉆孔洗井； G.進(jìn)行瓦斯抽采。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種上堵下滲抽采采動區(qū)瓦斯的方法，其特征在于，所述鉆頭、套管的選用由以下參數(shù)確定:一開套管(2)的外徑比一開鉆孔(I)的孔徑小66.5 mm?123 mm，二開鉆孔(5)的孔徑比一開套管(2)內(nèi)徑小8.5mm?46mm，二開套管(6)的外徑比二開鉆孔(5)的孔徑小38.2 mm?66.5mm，三開鉆孔(7)的孔徑比二開套管(6)的內(nèi)徑小7.8 mm?46.7 _，三開套管(8)的外徑比三開鉆孔(7)的孔徑小12.3 mm?38.2_，四開鉆孔(10)的孔徑比三開套管(8)的內(nèi)徑小26.7mm?64.8mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種上堵下滲抽采采動區(qū)瓦斯的方法，其特征在于，所述木塞(11)的頂部位于十煤層頂板上方Im?2m的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種上堵下滲抽采采動區(qū)瓦斯的方法，其特征在于，所述一開套管(2)、二開套管(6)、三開套管(8)的壁厚為9_?12_。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種上堵下滲抽采采動區(qū)瓦斯的方法，其特征在于，所述一開套管(2)、二開套管(6)、三開套管(8)的壁厚為9mm?12mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種上堵下滲抽采采動區(qū)瓦斯的方法，其特征在于，在下套管時，所述一開套管(2)、二開套管(6)和三開套管(8)的管箍接頭涂抹防水鉛油。
【文檔編號】E21F7/00GK103953386SQ201410089300
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月12日
【發(fā)明者】葉禮明, 陳家祥, 李泉, 吳建國, 束學(xué)照, 宋毅鑫, 宮仕昌 申請人:淮北礦業(yè)（集團(tuán)）勘探工程有限責(zé)任公司, 淮北礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司