一种急倾斜煤层穿层钻孔上压下泄抽采方法与流程

本发明涉及瓦斯抽采技术领域，具体为一种急倾斜煤层穿层钻孔上压下泄抽采方法。

背景技术：

我国多数矿区已进入深部开采，深部煤层的地应力增大、煤层的透气性更低、瓦斯抽采的难度更大。井下水力压裂技术具有压裂范围大、卸压范围大、增透效果明显的优点，成为了深部低透气煤层增透、区域卸压的一种有效技术途径。

目前采用的井下水力压裂技术采用定向孔压裂的方式进行布置，在进行排水的过程中只需抽采孔将水排出即可，这种方式只适用于倾斜角度较小的倾斜煤层，对于倾斜角度大的煤层由于其的倾斜角度大，灌注其内的高压水会由于自身的重力沿煤层的倾斜方向向下流动，因此难以通过常规的抽采孔进行有效的排出，如果不能及时的将位于煤层内的高压水排出，不仅会导致在后续的水平方向开采过程中遇到大量的水流，影响开采效率，且会增大煤层内的瓦斯压力，容易造成瓦斯突出的危险性，安全性较低，不便于煤层的开采使用。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种急倾斜煤层穿层钻孔上压下泄抽采方法，具备能够实现上部压裂增透，下部泄压排水，便于排水工作的快速进行等优点，解决了如果不能及时的将位于煤层内的高压水排出，不仅会导致在后续的水平方向开采过程中遇到大量的水流，影响开采效率，且会增大煤层内的瓦斯压力，容易造成瓦斯突出的危险性，安全性较低，不便于煤层的开采使用的问题。

(二)技术方案

为实现能够实现上部压裂增透，下部泄压排水，便于排水工作的快速进行的目的，本发明提供如下技术方案：一种急倾斜煤层穿层钻孔上压下泄抽采方法，包括如下步骤：

步骤一：布置现场

a.在被开采的急倾斜欲增透的煤层巷道的上方均匀并排开设多个高压注水压裂孔，在每个高压注水压裂孔内均固定连通有注水橡胶管，使多个注水橡胶管固定连接有同一个多通管，且使多通管远离注水橡胶管的一端与外部的压裂泵固定连接，在多通管的管壁上设有高压注水阀；

b.在被开采的急倾斜欲增透的煤层巷道的下方均匀并排开设多个排水抽采孔，在每个排水抽采孔内均固定连通有排水抽采管，多个排水抽采管上均设有开关阀且其内设置有水压传感器，排水抽采管通过卡合机构固定连接有疏通管，且使疏通管远离排水抽采管的一端固定连接有连接管，所述连接管的左右两端分别通过水管固定连通有抽水泵和固定连通有抽采干管，且抽采干管远离连接管的一端固定连接有抽采泵，且连接管对应抽水泵和抽采泵的两端管壁分别设有抽水阀和抽采阀；

步骤二：高压注水

关闭抽水阀和抽采阀并同步打开高压注水阀，启动压裂泵，通过多通管和注水橡胶管向高压注水压裂孔内注入高压水对倾斜煤层进行压裂操作，注水完成后关闭压裂泵和高压注水阀，使高压水留在煤层内15～20天；

步骤三：排水

在步骤二完成的基础上打开抽水阀和开关阀，启动抽水泵将煤层内注入的高压水通过排水抽采孔经过排水抽采管、疏通管和连接管排出煤层外；

步骤四：抽采瓦斯

在步骤三完成的基础上关闭抽水阀和抽水泵，打开抽采阀并启动抽采泵，利用抽采泵的抽吸力使煤层内的瓦斯经过排水抽采管、疏通管、连接管和抽采干管抽出，实现对煤层下部分瓦斯的抽采工作，再断开抽采干管与连接管之间的连接和断开注水橡胶管与压裂泵之间的连接，使注水橡胶管与抽采干管连接，在启动抽采泵，实现对煤层上部瓦斯的抽采工作。

优选的，对每个高压注水压裂孔和排水抽采孔均进行封孔作业。

优选的，所述卡合机构包括固定连接在排水抽采管外壁的定位环板，所述疏通管的上端对称固定连接有多个定位块，所述定位环板的下端开设有与定位块对应的定位槽，所述定位块的侧壁开设有圆柱槽，圆柱槽内通过推力弹簧固定连接有卡杆，所述定位槽的侧壁开设有与卡杆对应的卡孔，所述卡孔内滑动连接有推杆。

优选的，所述疏通管内固定连接有用于过滤灰土的过滤网。

优选的，所述排水抽采孔倾斜设置，且倾斜角为仰角。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种急倾斜煤层穿层钻孔上压下泄抽采方法，具备以下有益效果：

1、该急倾斜煤层穿层钻孔上压下泄抽采方法，通过设有的排水抽采管，在注水工作完成的基础上根据排水抽采管内设有的水压传感器能够快速有效的检测每个排水抽采管内的水压，能够根据调压需求有限选取从哪个排水抽采管内进行排水工作，将疏通管插在需要排水的排水抽采管外，定位块插入定位槽内，卡杆移动至卡孔处时，推力弹簧推动卡杆，将卡杆推出圆柱槽外并使卡杆与卡孔卡合即可实现排水抽采管与疏通管之间的稳固连接，能够实现度疏通管的快速定位，打开抽水阀和开关阀，启动抽水泵将煤层内注入的高压水通过排水抽采孔经过排水抽采管、疏通管和连接管排出煤层外，且在排水完成后按压推杆，推杆将卡杆推出卡孔外即可解除对疏通管的相对限位锁定，能够实现对疏通管的快速定位连接，便于排水工作的快速进行，能够实现上部压裂增透，下部泄压排水，便于使用。

2、该急倾斜煤层穿层钻孔上压下泄抽采方法，通过疏通管内设有的过滤网，能够避免煤层中的灰土进入疏通管内影响排水抽采的问题。

附图说明

图1为本发明提出的一种急倾斜煤层穿层钻孔上压下泄抽采方法结构示意图；

图2为本发明提出的一种急倾斜煤层穿层钻孔上压下泄抽采方法图1中a部的局部结构放大图。

图中：1高压注水压裂孔、2注水橡胶管、3多通管、4压裂泵、5高压注水阀、6排水抽采孔、7排水抽采管、8开关阀、9水压传感器、10疏通管、11连接管、12抽水泵、13抽采干管、14抽采泵、15抽水阀、16抽采阀、17定位环板、18定位块、19定位槽、20圆柱槽、21推力弹簧、22卡杆、23卡孔、24推杆、25过滤网。

具体实施方式

下面将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。

请参阅图1-2，一种急倾斜煤层穿层钻孔上压下泄抽采方法，包括如下步骤：

步骤一：布置现场

a.在被开采的急倾斜欲增透的煤层巷道的上方均匀并排开设多个高压注水压裂孔1，在每个高压注水压裂孔1内均固定连通有注水橡胶管2，使多个注水橡胶管2固定连接有同一个多通管3，且使多通管3远离注水橡胶管2的一端与外部的压裂泵4固定连接，在多通管3的管壁上设有高压注水阀5；

b.在被开采的急倾斜欲增透的煤层巷道的下方均匀并排开设多个排水抽采孔6，在每个排水抽采孔6内均固定连通有排水抽采管7，多个排水抽采管7上均设有开关阀8且其内设置有水压传感器9，排水抽采管7通过卡合机构固定连接有疏通管10，且使疏通管10远离排水抽采管7的一端固定连接有连接管11，所述连接管11的左右两端分别通过水管固定连通有抽水泵12和固定连通有抽采干管13，且抽采干管13远离连接管11的一端固定连接有抽采泵14，且连接管11对应抽水泵12和抽采泵14的两端管壁分别设有抽水阀15和抽采阀16；

步骤二：高压注水

关闭抽水阀15和抽采阀16并同步打开高压注水阀5，启动压裂泵4，通过多通管3和注水橡胶管2向高压注水压裂孔1内注入高压水对倾斜煤层进行压裂操作，注水完成后关闭压裂泵4和高压注水阀5，使高压水留在煤层内15～20天；

步骤三：排水

在步骤二完成的基础上打开抽水阀15和开关阀8，启动抽水泵12将煤层内注入的高压水通过排水抽采孔6经过排水抽采管7、疏通管10和连接管11排出煤层外；

步骤四：抽采瓦斯

在步骤三完成的基础上关闭抽水阀15和抽水泵12，打开抽采阀16并启动抽采泵14，利用抽采泵14的抽吸力使煤层内的瓦斯经过排水抽采管7、疏通管10、连接管11和抽采干管12抽出，实现对煤层下部分瓦斯的抽采工作，再断开抽采干管12与连接管11之间的连接和断开注水橡胶管2与压裂泵4之间的连接，使注水橡胶管2与抽采干管13连接，在启动抽采泵14，实现对煤层上部瓦斯的抽采工作。

对每个高压注水压裂孔1和排水抽采孔6均进行封孔作业。

所述卡合机构包括固定连接在排水抽采管7外壁的定位环板17，所述疏通管10的上端对称固定连接有多个定位块18，所述定位环板17的下端开设有与定位块18对应的定位槽19，所述定位块18的侧壁开设有圆柱槽20，圆柱槽20内通过推力弹簧21固定连接有卡杆22，所述定位槽19的侧壁开设有与卡杆22对应的卡孔23，所述卡孔23内滑动连接有推杆24。

所述疏通管10内固定连接有用于过滤灰土的过滤网25。

所述排水抽采孔6倾斜设置，且倾斜角为仰角。

综上所述，该急倾斜煤层穿层钻孔上压下泄抽采方法，使用时，通过设有的排水抽采管7，在注水工作完成的基础上根据排水抽采管7内设有的水压传感器9能够快速有效的检测每个排水抽采管7内的水压，能够根据调压需求有限选取从哪个排水抽采管7内进行排水工作，将疏通管10插在需要排水的排水抽采管7外，定位块18插入定位槽19内，卡杆22移动至卡孔23处时，推力弹簧21推动卡杆22，将卡杆22推出圆柱槽20外并使卡杆22与卡孔23卡合即可实现排水抽采管7与疏通管10之间的稳固连接，能够实现度疏通管10的快速定位，打开抽水阀15和开关阀8，启动抽水泵12将煤层内注入的高压水通过排水抽采孔6经过排水抽采管7、疏通管10和连接管11排出煤层外，且在排水完成后按压推杆24，推杆24将卡杆22推出卡孔23外即可解除对疏通管10的相对限位锁定，能够实现对疏通管10的快速定位连接，便于排水工作的快速进行，能够实现上部压裂增透，下部泄压排水，便于使用，通过疏通管10内设有的过滤网25，能够避免煤层中的灰土进入疏通管10内影响排水抽采的问题。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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。