CN109322696A - 一种采动区倒f型地面井瓦斯资源抽采的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采动区倒F型地面井瓦斯资源抽采的方法,属于煤矿瓦斯抽采技术领域。本发明提供了一种解决采煤工作面、上隅角和回风巷瓦斯超限问题和抽采采空区瓦斯资源的方法。其主要内容:(1)采动区倒“F”型地面井水平井段层位确定;(2)采动区倒“F”型地面井水平井段平面位置确定;(3)采动区倒“F”型地面井钻完井技术;(4)采动区倒“F”型地面井瓦斯安全抽采控制。因此,可形成完整的采动区倒“F”型地面井瓦斯资源抽采的方法,能有效地保障采煤工作面瓦斯安全和抽采采空区瓦斯资源。
Description
技术领域
本发明属于煤矿瓦斯抽采技术领域,涉及一种采动区倒F型地面井瓦斯资源抽采的方法。
背景技术
目前,在瓦斯资源抽采过程中,存在采煤工作面、上隅角和回风巷瓦斯超限的问题,现阶段还没有一种采动区倒F型地面井瓦斯资源抽采的方法解决该类问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种采动区倒F型地面井瓦斯资源抽采的方法。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种采动区倒F型地面井瓦斯资源抽采的方法,该方法包括以下步骤:
S1:采动区倒“F”型地面井水平井段层位确定;
S2:采动区倒“F”型地面井水平井段平面位置确定;
S3:采动区倒“F”型地面井钻完井技术;
S4:采动区倒“F”型地面井瓦斯安全抽采控制。
进一步,所述步骤S1具体为:
在第I水平井段层位中,煤层开采的冒落带最大高度用下式计算:
式中:H为冒落带最大高度,单位为m;M为煤层采厚,单位为m;K为冒落岩石碎胀系数,单位为m;α为煤层倾角,单位为°;W为冒落过程中顶板的下沉值,单位为m;
根据计算的H值的高度,将H值分为等比例的和将第I水平井段布置于中间的内,对该区域的岩性进行分析,将第I水平井段布置于该区域内坚固性系数f值最大的岩层中;
在第II水平井段层位中,煤层开采的一般中硬岩层条件裂隙带高度用下式计算:
式中:Ha为裂隙带高度,单位为m;M为煤层采厚,单位为m;
根据计算的Ha值的高度,将Ha值分为等比例的和将第II水平井段布置于最上部的内,对该区域的岩性进行分析,将第II水平井段布置于该区域内坚固性系数f值最大的岩层中。
进一步,所述步骤S2具体为:
在第I水平井段中,结合覆岩裂隙场特征,将第I水平井段该井段布置于距回风巷a,L指工作面倾斜长度;
在第II水平井段中,第II水平井段布置于受覆岩扰动而保持较好稳定性的覆岩区域;经分析,将第II水平井段该井段布置于距回风巷b的区域内,L指工作面倾斜长度。
进一步,所述步骤S3具体为:
一开采用直径d1钻头钻进至h1深度,安设直径d2的地面井套管并固井;
二开采用直径d3钻头钻进至h2位置,然后通过造斜钻进至h3,再钻进通过耙点A1,然后一直钻进至耙点A2,继续向前直至完成第I水平井段,裸孔完井;
钻头返回h1深度,通过造斜钻进至h4,然后在斜弧形井段安设直径d4套管并固井,候凝结束;
再钻进通过耙点B1,继续钻进至耙点B2,继续向前直至完成第II水平井段,然后在第II水平井段安设筛管。
进一步,所述步骤S4具体为:
当采煤工作面距倒“F”型地面井水平井段末端70m时,通过地面负压泵进行试抽,若负压急剧上升,则停泵,待采煤工作面推进8m后,再进行负压泵进行试抽,以此循环,直至抽采负压稳定,抽瓦斯量稳定,则持续抽采;
所述地面井的井口安设控制阀门,进口安设防回火和防爆装置。
本发明的有益效果在于:本发明解决了采煤工作面、上隅角和回风巷瓦斯超限问题,能有效地保障采煤工作面瓦斯安全和抽采采空区瓦斯资源。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚,本发明提供如下附图进行说明:
图1为本发明方法实施剖面示意图;
图2为本发明方法实施平面示意图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本发明的优选实施例进行详细的描述。
通过在煤层上方顶板布置1口地面井,该井从直井段不同层位引出2个水平井段(第I水平井段、第II水平井段),第I水平井段布置于煤层冒落带中部,抽采采煤工作面空间卸压解吸的瓦斯,随工作面推进持续抽采采煤工作面解吸瓦斯;第II水平井段布置于覆岩裂隙带上部,该井段安设具有很好抗挤压或剪切能力抽采瓦斯筛管,抽采采煤工作面、邻近层的瓦斯,随工作面的推过地面井,第II水平井段将长期抽采采空区的瓦斯资源,如图1、图2所示。
一种采动区倒F型地面井瓦斯资源抽采的方法,该方法包括以下步骤:
S1:采动区倒“F”型地面井水平井段层位确定;
S2:采动区倒“F”型地面井水平井段平面位置确定;
S3:采动区倒“F”型地面井钻完井技术;
S4:采动区倒“F”型地面井瓦斯安全抽采控制。
所述步骤S1具体为:
在第I水平井段层位中,煤层开采的冒落带最大高度用下式计算:
式中:H为冒落带最大高度,单位为m;M为煤层采厚,单位为m;K为冒落岩石碎胀系数,单位为m;α为煤层倾角,单位为°;W为冒落过程中顶板的下沉值,单位为m;
根据计算的H值的高度,将H值分为等比例的和将第I水平井段布置于中间的内,对该区域的岩性进行分析,将第I水平井段布置于该区域内坚固性系数f值最大的岩层中;
在第II水平井段层位中,煤层开采的一般中硬岩层条件裂隙带高度用下式计算:
式中:Ha为裂隙带高度,单位为m;M为煤层采厚,单位为m;
根据计算的Ha值的高度,将Ha值分为等比例的和将第II水平井段布置于最上部的内,对该区域的岩性进行分析,将第II水平井段布置于该区域内坚固性系数f值最大的岩层中。
所述步骤S2具体为:
在第I水平井段中,结合覆岩裂隙场特征,将第I水平井段该井段布置于距回风巷a,L指工作面倾斜长度;
在第II水平井段中,第II水平井段布置于受覆岩扰动而保持较好稳定性的覆岩区域;经分析,将第II水平井段该井段布置于距回风巷b的区域内,L指工作面倾斜长度。
所述步骤S3具体为:
一开采用直径d1钻头钻进至h1深度,安设直径d2的地面井套管并固井;
二开采用直径d3钻头钻进至h2位置,然后通过造斜钻进至h3,再钻进通过耙点A1,然后一直钻进至耙点A2,继续向前直至完成第I水平井段,裸孔完井;
钻头返回h1深度,通过造斜钻进至h4,然后在斜弧形井段安设直径d4套管并固井,候凝结束;
再钻进通过耙点B1,继续钻进至耙点B2,继续向前直至完成第II水平井段,然后在第II水平井段安设筛管。
所述步骤S4具体为:
当采煤工作面距倒“F”型地面井水平井段末端70m时,通过地面负压泵进行试抽,若负压急剧上升,则停泵,待采煤工作面推进8m后,再进行负压泵进行试抽,以此循环,直至抽采负压稳定,抽瓦斯量稳定,则持续抽采;
所述地面井的井口安设控制阀门,进口安设防回火和防爆装置。
最后说明的是,以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (5)
1.一种采动区倒F型地面井瓦斯资源抽采的方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
S1:采动区倒“F”型地面井水平井段层位确定;
S2:采动区倒“F”型地面井水平井段平面位置确定;
S3:采动区倒“F”型地面井钻完井技术;
S4:采动区倒“F”型地面井瓦斯安全抽采控制。
2.根据权利要求1所述的一种采动区倒F型地面井瓦斯资源抽采的方法,其特征在于:所述步骤S1具体为:
在第I水平井段层位中,煤层开采的冒落带最大高度用下式计算:
式中:H为冒落带最大高度,单位为m;M为煤层采厚,单位为m;K为冒落岩石碎胀系数,单位为m;α为煤层倾角,单位为°;W为冒落过程中顶板的下沉值,单位为m;
根据计算的H值的高度,将H值分为等比例的和将第I水平井段布置于中间的内,对该区域的岩性进行分析,将第I水平井段布置于该区域内坚固性系数f值最大的岩层中;
在第II水平井段层位中,煤层开采的一般中硬岩层条件裂隙带高度用下式计算:
式中:Ha为裂隙带高度,单位为m;M为煤层采厚,单位为m;
根据计算的Ha值的高度,将Ha值分为等比例的和将第II水平井段布置于最上部的内,对该区域的岩性进行分析,将第II水平井段布置于该区域内坚固性系数f值最大的岩层中。
3.根据权利要求1所述的一种采动区倒F型地面井瓦斯资源抽采的方法,其特征在于:所述步骤S2具体为:
在第I水平井段中,结合覆岩裂隙场特征,将第I水平井段该井段布置于距回风巷a,L指工作面倾斜长度;
在第II水平井段中,第II水平井段布置于受覆岩扰动而保持较好稳定性的覆岩区域;经分析,将第II水平井段该井段布置于距回风巷b的区域内,L指工作面倾斜长度。
4.根据权利要求1所述的一种采动区倒F型地面井瓦斯资源抽采的方法,其特征在于:所述步骤S3具体为:
一开采用直径d1钻头钻进至h1深度,安设直径d2的地面井套管并固井;
二开采用直径d3钻头钻进至h2位置,然后通过造斜钻进至h3,再钻进通过耙点A1,然后一直钻进至耙点A2,继续向前直至完成第I水平井段,裸孔完井;
钻头返回h1深度,通过造斜钻进至h4,然后在斜弧形井段安设直径d4套管并固井,候凝结束;
再钻进通过耙点B1,继续钻进至耙点B2,继续向前直至完成第II水平井段,然后在第II水平井段安设筛管。
5.根据权利要求1所述的一种采动区倒F型地面井瓦斯资源抽采的方法,其特征在于:所述步骤S4具体为:
当采煤工作面距倒“F”型地面井水平井段末端70m时,通过地面负压泵进行试抽,若负压急剧上升,则停泵,待采煤工作面推进8m后,再进行负压泵进行试抽,以此循环,直至抽采负压稳定,抽瓦斯量稳定,则持续抽采;
所述地面井的井口安设控制阀门,进口安设防回火和防爆装置。
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