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专利号: 2020109524563
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种覆岩隔离注浆充填过程中利用L型钻井抽采卸压瓦斯方法,其特征在于步骤如下:

a在有抽、注双重需求的采煤工作面(1),首先按照覆岩隔离注浆充填钻孔布置方法,在采煤工作面(1)上方的地表垂直向下施工一组或多组注浆钻孔(2),作为覆岩隔离注浆充填钻孔;

b在采煤工作面切眼(12)以外的地表垂直向下施工L型钻井(4)抽采工作面煤层(9)中的瓦斯,在采煤工作面切眼(12)以外的地表垂直向下施工的L型钻井(4)远离采煤工作面(1)上布置的注浆钻孔(2)的注浆半径,既保证岩层下沉是整体连续的,还防止区域注浆浆液干扰瓦斯抽采的正常工作;

c在采煤工作面(1)回采过程中,当工作面煤层(9)开采后,位于工作面煤层(9)上方的工作面煤层得到卸压,利用工作面煤层(9)对应布置的L型钻井(4)向上层工作面煤层布置新的L型钻井(4)持续抽采卸压瓦斯,根据煤层厚度,每设置一个工作面煤层即布置一条对应的L型钻井(4)进行瓦斯抽采;

d在采煤工作面(1)回采到首组注浆钻孔(2)下方时,利用注浆钻孔(2)对覆岩离层区实施注浆充填;

e依次完成所有注浆钻孔(2)的注浆充填形成注浆层,并且完成L型钻井(4)的瓦斯抽采;由于注浆层位与瓦斯抽采层位完全分离,从而实现了注浆充填与瓦斯抽采的同步,由于浆液沿水平离层方向流动,且受实体煤柱的阻隔,注浆层位于抽采煤层上方,高于L型钻井的水平段,因而浆液不会进入L型钻井,实现了注浆充填与抽采的同步,杜绝了浆液进入瓦斯抽采钻井的可能性,保证了注浆与抽采的安全。

2.根据权利要求1所述的覆岩隔离注浆充填过程中利用L型钻井抽采卸压瓦斯方法,其特征在于:注浆钻孔(2)终孔位于最上层待抽采卸压瓦斯煤层上方30~40m,注浆钻孔(2)由套管段与裸孔段组成。

3.根据权利要求1所述的覆岩隔离注浆充填过程中利用L型钻井抽采卸压瓦斯方法,其特征在于:所述的L型钻井(4)共由三开组成,分别为L型钻井第一开(6)、L型钻井第二开(7)和L型钻井第三开(8),其中,L型钻井第一开(6)为垂直段,从地表(5)施工至松散层(13)以下30m后下入套管,L型钻井第二开(7)为造斜段,在完成造斜段钻进社工后下入套管,L型钻井第三开(8)为水平段,完成水平段施工后下入花管,L型钻井第三开(8)水平段位于最上层待抽采卸压瓦斯煤层(11)下方10~20m,L型钻井造斜段与水平段交叉点位于采煤工作面开切眼(12)正上方。

4.根据权利要求3所述的覆岩隔离注浆充填过程中利用L型钻井抽采卸压瓦斯方法,其特征在于:L型钻井第三开(8)水平段沿采煤工作面(1)的推进方向延伸,其长度为整个注浆区域的长度,当一个L型钻井的水平段无法覆盖整个注浆区域的长度时,从采煤工作面终采线外侧再施工另一个L型钻井,其水平段向采煤工作面切眼方向延伸。

5.根据权利要求4所述的覆岩隔离注浆充填过程中利用L型钻井抽采卸压瓦斯方法,其特征在于:当采煤工作面(1)上方存在多层待抽采卸压瓦斯煤层时,先后施工L型钻井第一开(6)后下入第1路套管、L型钻井第二开(7)造斜段,直至钻进至L型钻井第三开(8)水平段的起点,即采煤工作面切眼(12)正上方、最上层待抽采卸压瓦斯煤层(11)下方20m,并下入第2路套管,继续钻进L型钻井第三开(8)水平段至采煤工作面终采线(14)处终止,L型钻井第三开(8)水平段在平面上平行于采煤工作面回风平巷(3),并下入花管;当最上层高瓦斯煤层(11)抽采完毕后重新下利用L型钻井(4)持续抽采卸压次上层待抽采卸压瓦斯煤层(10),直至开采的工作面煤层(9)上方的所有高瓦斯煤层得到卸压后,开始利用L型钻井(4)持续抽采卸压瓦斯。

6.根据权利要求3所述的覆岩隔离注浆充填过程中利用L型钻井抽采卸压瓦斯方法,其特征在于:在采煤工作面(1)回采到注浆钻孔(2)下方时,利用注浆钻孔(2)实施注浆充填,之后按照注浆钻孔(2)先后顺序,依次开始并完成所有注浆钻孔(2)的注浆充填,保持L型钻井(4)的瓦斯抽采直至结束,由于浆液沿水平方向流动,且受实体煤柱的阻隔,注浆层位于最上层待抽采卸压瓦斯煤层(11)上方,高于L型钻井第三开(8)水平段,因而浆液不会进入L型钻井(4),实现了注浆充填与抽采的同步施工,杜绝了浆液进入瓦斯抽采钻井的可能性,保证了注浆与抽采的安全。