一种煤矿工作面抽采瓦斯的方法与流程

1.本发明涉及煤层瓦斯抽取技术领域，具体为一种煤矿工作面抽采瓦斯的方法。


背景技术：

2.煤层瓦斯(也称为“煤层气”，主要成分为甲烷)时危害煤矿安全生产的主要灾害之一，同时又是一种储量丰富的清洁能源。目前我国受瓦斯灾害威胁的矿井(尤其是高瓦斯矿井)已经普遍采用预抽的方式来防治瓦斯灾害并对预抽的瓦斯进行利用。
3.目前，煤矿瓦斯抽采方式总体上可以分为地面钻井抽采和井下抽采两大类，井下钻孔抽采的缺点在于，受钻机设备能力的限制，井下施工的钻孔一般孔径小、距离短，单孔产气能力低，通常只能增加布孔密度来弥补，从而需要消耗大量的人力、物力和财力。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种煤矿工作面抽采瓦斯的方法，解决了现有的抽采效率低的问题。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种煤矿工作面抽采瓦斯的方法，包括目标煤层和地面，所述目标煤层一侧下方设有井下巷道，所述井下巷道且在所述目标煤层方向一侧开有对接钻场，所述对接钻场穿过岩层向所述目标煤层方向钻取有对接钻孔，所述对接钻孔内安装有套管，所述对接钻孔且在所述对接钻场一端安装有控制阀门，所述地面上且位于所述目标煤层远端设有地面井场，所述地面井场向所述目标煤层方向钻有定向钻孔，所述定向钻孔底部且在所述目标煤层中央连接有水平井，所述水平井内安装有非金属套管，所述非金属套管与所述对接钻孔之间开有洞室，所述套管的顶端和所述非金属套管均与所述洞室相连。
6.优选的，所述对接钻孔和所述套管之间采用高标号水泥封固。
7.优选的，所述非金属套管内置有文丘里管。
8.优选的，所述洞室与所述非金属套管的文丘里管段的吸附口相连接。
9.优选的，所述井下巷道低于所述目标煤层时，则可以施工上行钻孔。
10.优选的，包括以下步骤：
11.s1：在煤矿所述井下巷道中至少开辟一个所述对接钻场，从所述对接钻场向所述目标煤层中的下部煤层的顶板施工所述对接钻孔，在所述对接钻孔内下入所述套管并用高标号水泥固封。
12.s2：在设计抽采区域的远端，开辟一个所述地面井场，向井下所述对接钻孔方向、沿所述目标煤层中部地层施工所述定向钻孔和所述水平井，所述水平井与所述对接钻孔对接，在所述目标煤层中下入内置文丘里管的所述非金属套管进行预抽，治理瓦斯。
13.s3：在所述对接钻孔的所述套管上安装所述控制阀门，所述控制阀门控制负压流量，利用地面瓦斯抽采体系进行抽采。
附图说明
14.图1为本发明的结构示意图
15.图中：1、井下巷道；2、对接钻场；3、对接钻孔；4、套管；5、控制阀门；6、目标煤层；7、水平井；8、非金属套管；9、洞室；10、地面；11、地面井场；12、定向钻孔。
16.有益效果
17.本发明提供一种煤矿工作面抽采瓦斯的方法，具备以下有益效果：将地面水平定向钻井与煤矿井下钻孔对接，地面钻场开阔，钻井设备的选型范围广，可采用大功率钻机设备，钻井作业的效率高，利用现成的石油、天然气大功率钻井设备，可以在煤层中施工出千米以上的多分支、大口径井孔，抽采效率高，地面水平段内置文丘里管的非金属套管能够提高钻孔抽采区域，文丘里管提高瓦斯抽取速率。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图1，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.本发明提供一种技术方案：包括目标煤层6和地面10，所述目标煤层6一侧下方设有井下巷道1，所述井下巷道1且在所述目标煤层6方向一侧开有对接钻场2，所述对接钻场2穿过岩层向所述目标煤层6方向钻取有对接钻孔3，所述对接钻孔3内安装有套管4，所述对接钻孔3且在所述对接钻场2一端安装有控制阀门5，所述地面10上且位于所述目标煤层6远端设有地面井场11，所述地面井场11向所述目标煤层6方向钻有定向钻孔12，所述定向钻孔12底部且在所述目标煤层6中央连接有水平井7，所述水平井7内安装有非金属套管8，所述非金属套管8与所述对接钻孔3之间开有洞室9，所述套管4的顶端和所述非金属套管8均与所述洞室9相连。
20.进一步的，所述对接钻孔3和所述套管4之间采用高标号水泥封固。
21.进一步的，所述非金属套管8内置有文丘里管。
22.进一步的，所述洞室9与所述非金属套管8的文丘里管段的吸附口相连接。
23.进一步的，所述井下巷道1低于所述目标煤层6时，则可以施工上行钻孔。
24.进一步的，包括以下步骤：
25.s1：在煤矿所述井下巷道1中至少开辟一个所述对接钻场2，从所述对接钻场2向所述目标煤层6中的下部煤层的顶板施工所述对接钻孔3，在所述对接钻孔3内下入所述套管4并用高标号水泥固封。
26.s2：在设计抽采区域的远端，开辟一个所述地面井场11，向井下所述对接钻孔3方向、沿所述目标煤层6中部地层施工所述定向钻孔12和所述水平井7，所述水平井7与所述对接钻孔3对接，在所述目标煤层6中下入内置文丘里管的所述非金属套管8进行预抽，治理瓦斯。
27.s3：在所述对接钻孔3的所述套管4上安装所述控制阀门5，所述控制阀门5控制负压流量，利用地面瓦斯抽采体系进行抽采。
28.通过本领域技术人员，将本案中的工序次进行使用，具体连接以及操作顺序，应参
考下述工作原理，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程。
29.实施例：先在煤矿井下巷道中开辟一个对接钻场，从对接钻场向煤层中的底板施工一个对接钻孔，在对接钻孔中下入套管，采用高标号水泥封固；然后在设计工作面远端，开辟地面井场，向井下对接钻孔方向，沿煤层中部施工水平井，水平井与井下对接钻孔对接。在煤层中下入内置文丘里管的非金属套管后进行预抽，治理瓦斯。地面水平段内置文丘里管的非金属套管能够提高钻孔抽采区域。在井下套管安装孔口控制阀门，地面安装抽采系统，井下阀门控制负压流量，利用地面瓦斯抽采体系进行抽采。
30.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。


技术特征：
1.一种煤矿工作面抽采瓦斯的方法，包括目标煤层(6)和地面(10)，其特征在于，所述目标煤层(6)一侧下方设有井下巷道(1)，所述井下巷道(1)且在所述目标煤层(6)方向一侧开有对接钻场(2)，所述对接钻场(2)穿过岩层向所述目标煤层(6)方向钻取有对接钻孔(3)，所述对接钻孔(3)内安装有套管(4)，所述对接钻孔(3)且在所述对接钻场(2)一端安装有控制阀门(5)，所述地面(10)上且位于所述目标煤层(6)远端设有地面井场(11)，所述地面井场(11)向所述目标煤层(6)方向钻有定向钻孔(12)，所述定向钻孔(12)底部且在所述目标煤层(6)中央连接有水平井(7)，所述水平井(7)内安装有非金属套管(8)，所述非金属套管(8)与所述对接钻孔(3)之间开有洞室(9)，所述套管(4)的顶端和所述非金属套管(8)均与所述洞室(9)相连。2.根据权利要求1所述的一种煤矿工作面抽采瓦斯的方法，其特征在于，所述对接钻孔(3)和所述套管(4)之间采用高标号水泥封固。3.根据权利要求1所述的一种煤矿工作面抽采瓦斯的方法，其特征在于，所述非金属套管(8)内置有文丘里管。4.根据权利要求1所述的一种煤矿工作面抽采瓦斯的方法，其特征在于，所述洞室(9)与所述非金属套管(8)的文丘里管段的吸附口相连接。5.根据权利要求1所述的一种煤矿工作面抽采瓦斯的方法，其特征在于，所述井下巷道(1)低于所述目标煤层(6)时，则可以施工上行钻孔。6.根据权利要求1所述的一种煤矿工作面抽采瓦斯的方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：在煤矿所述井下巷道(1)中至少开辟一个所述对接钻场(2)，从所述对接钻场(2)向所述目标煤层(6)中的下部煤层的顶板施工所述对接钻孔(3)，在所述对接钻孔(3)内下入所述套管(4)并用高标号水泥固封。s2：在设计抽采区域的远端，开辟一个所述地面井场(11)，向井下所述对接钻孔(3)方向、沿所述目标煤层(6)中部地层施工所述定向钻孔(12)和所述水平井(7)，所述水平井(7)与所述对接钻孔(3)对接，在所述目标煤层(6)中下入内置文丘里管的所述非金属套管(8)进行预抽，治理瓦斯。s3：在所述对接钻孔(3)的所述套管(4)上安装所述控制阀门(5)，所述控制阀门(5)控制负压流量，利用地面瓦斯抽采体系进行抽采。

技术总结
本发明公开了一种煤矿工作面抽采瓦斯的方法，在煤矿所述井下巷道中至少开辟一个所述对接钻场，从所述对接钻场向所述目标煤层中的下部煤层的顶板施工所述对接钻孔，在所述对接钻孔内下入所述套管并用高标号水泥固封，在设计抽采区域的远端，开辟一个所述地面井场，向井下所述对接钻孔方向、沿所述目标煤层中部地层施工所述定向钻孔和所述水平井，所述水平井与所述对接钻孔对接，在所述目标煤层中下入内置文丘里管的所述非金属套管进行预抽，治理瓦斯，在所述对接钻孔的所述套管上安装所述控制阀门，所述控制阀门控制负压流量，利用地面瓦斯抽采体系进行抽采。斯抽采体系进行抽采。斯抽采体系进行抽采。


技术研发人员：巫斌伟 张瑞 常力文 杨自杰 杨斌
受保护的技术使用者：宁夏煤炭勘察工程有限公司
技术研发日：2023.06.07
技术公布日：2023/9/9