一種煤炭區域消突方法技術

本申請實施例公開了一種煤炭區域消突方法，所述方法包括：獲得第一參數，所述第一參數表征為目標區域的地質條件；依據煤礦的地質條件,選擇煤層壓裂策略，本發明專利技術的壓裂策略有主壓裂策略和輔助策略,本發明專利技術采用主壓裂策略處理主礦脈煤層的壓裂消突,采用輔助策略處理特殊煤層構造(如斷層、死角)的消突,輔助策略有若干種,分別針對不同的特殊煤層構造。主壓裂策略和依據第一參數所選定的某種輔助策略的組合為本發明專利技術所執行的目標壓裂策略；所述目標壓裂策略用于對目標區域進行全面、充分壓裂，從壓裂區域中進行瓦斯抽采。從壓裂區域中進行瓦斯抽采。從壓裂區域中進行瓦斯抽采。

【技術實現步驟摘要】
一種煤炭區域消突方法


[0001]本申請涉及消突技術，具體涉及一種煤炭區域消突方法。

技術介紹

[0002]煤與瓦斯突出是煤礦井下含瓦斯煤巖體由煤層向采掘部位急劇運動、并伴隨大量瓦斯噴出的一種強烈動力過程，是極為有害的煤礦自然災害，嚴重威脅著煤礦安全生產。如何在保證或提高煤層瓦斯抽采效率的同時，有效降低煤與瓦斯突出的風險，一直是困擾煤礦的主要難題之一。
[0003]為了消除煤層瓦斯突出，現有技術一般是從地面打水平壓裂井，將煤層壓裂，另從地面打負壓抽采井，從所述壓裂裂縫中將煤層中的瓦斯氣抽采出來，防止在事后的煤炭開采中發生瓦斯突出的事故。
[0004]另一種煤層消突方法是本專利技術人在另外一份專利申請中所介紹的方案，即從井下鉆水平長鉆孔，將煤層壓裂，從井下巖巷或主煤巷兩巷的側面采面向壓裂裂縫區域打瓦斯抽采短鉆孔，通過所述裂縫，將煤層中的瓦斯氣抽采出來，從而防止瓦斯突出的事故。
[0005]但煤礦點地理結構各有不同，有的煤層完整、連續，有的煤層有斷層、或走向起伏較大。完整地質結構的煤層適合水平長鉆孔壓裂作業，但煤層有斷層、起伏較大的特殊地質結構，則水平井壓裂方法無法勝任。
[0006]另外，上述水平長鉆孔壓裂，會大致形成一個橢圓形的裂隙區域，水平長鉆孔分段壓裂會形成若干個橢圓形的裂隙區域。煤礦擬消突處理的區域，一般是一個長方形的區塊，橢圓形的裂隙區域與長方形的采煤區塊匹配不上的角部，會形成未被壓裂的死角。
[0007]水平井一般沿煤層走向水平向前延伸。如果煤層有斷層或煤層走向起伏過大，水平延伸的鉆井會鉆出煤層，進入巖層，壓裂后，斷層段或煤層起伏段的煤層會出現壓裂空白。壓裂死角和壓裂空白的區域仍有可能發生瓦斯突出的事故。

技術實現思路

[0008]為解決現有存在的技術問題，本申請實施例提供一種特殊地質結構煤炭區域消突的方法。
[0009]在介紹本申請實施例的技術方案之前，先對以下幾個本申請所用的技術術語進行說明：
[0010]1)第一地質參數，第一地質參數是指在確定壓裂方案前，所取得的煤層地質資料，用于確定煤層礦脈是否完整，是否有主壓裂策略不可覆蓋的斷層或煤層起伏太大的地段；本申請所述的第一地質參數還包括在壓裂之后，所取得的煤層裂縫范圍的地質資料，用于分析是否存在壓裂死角及壓裂死角的位置。
[0011]3)地質條件，是指煤層待作業區域的地質條件，在本申請的情況下，主要指煤層的連續性、斷層和斷層煤層長度的情況。
[0012]4)煤層斷層，是指在煤層的主礦脈走向上，某一段由于地質的抬升或沉降，使該段
的煤層與主礦脈斷開，或處于主礦脈的上方或處于主礦脈的下方，本申請中，可以將煤層起伏太大的區域也視為斷層。
[0013]5)第一地質條件，第一地質條件是指待作業區域的煤層是連續完整的，但水平分段壓裂后，可能存在壓裂死角的地質條件。
[0014]6)第二地質條件，第二地質條件是指待作業區域的煤層存在少許斷層，且斷層長度較長的地質條件。
[0015]7)第三地質條件，第三地質條件是指待作業區域的煤層存在較多斷層、且斷層煤層長度較短的地質條件。
[0016]8)主壓裂策略，主壓裂策略是指采用水平長鉆孔地面分段壓裂的策略，該策略可形成大面積的壓裂區域。水平長鉆孔的長度一般為300
?
1000米。水平長鉆孔分段壓裂可以從地面施工，也可以用本申請人在另外一份專利申請中所介紹的，在井下施工。主壓裂策略主要適用于主礦脈的壓裂作業。
[0017]9)輔助策略，輔助策略包括：輔助壓裂策略和輔助網格密集度短鉆孔策略。輔助壓裂策略是指從煤礦巖巷或煤巷向主壓裂策略所不及的煤層斷層段或主壓裂策略未能壓裂的死角打壓裂短鉆孔，用壓裂短鉆孔對相關煤層斷層段或壓裂死角區域進行局部壓裂的壓裂策略，壓裂短鉆孔也分兩種，一種是單段壓裂水平短鉆孔，另一種為井下鉆孔壓裂短鉆孔。
[0018]壓裂短鉆孔的壓裂手段有兩種，一種是利用井下壓力泵壓裂，一種是用地面壓裂設備壓裂。
[0019]10)單段壓裂水平短鉆孔：是指從巖巷或煤巷傾斜鉆進，進入煤層后變換鉆頭角度，水平沿目標煤層走向延伸的短鉆孔。單段壓裂水平短鉆孔的延伸長度可達80
?
200米，其中，采用井下壓力泵壓裂，單段壓裂水平短鉆孔的水平延伸長度應不超過100m；采用地面壓裂設備壓裂，單段壓裂水平短鉆孔的水平延伸長度可達200米以上。
[0020]11)井下鉆孔壓裂短鉆孔：是指從巖巷或煤巷向煤層鉆進，鉆孔至進入煤層厚度的一半左右，對目標煤層進行壓裂的短鉆孔。其中，井下鉆孔壓裂短鉆孔既可用井下壓力泵壓裂，也可用地面壓裂設備壓裂，使用不同壓裂設備所得到壓裂面積會有所不同。
[0021]12)網格密集度短鉆孔策略：是指從煤礦巖巷或煤巷向水平長鉆孔未壓裂的煤層斷層段、壓裂空白段或壓裂死角密集打網格狀短鉆孔，不需壓裂，這些網格狀密集短鉆孔本身形成目標煤層的瓦斯抽采通道，瓦斯氣可以從這些短鉆孔抽出。網格密集度短鉆孔可直接用于抽采瓦斯氣。
[0022]網格密集型鉆孔技術，不是一種壓裂技術，而是采用煤礦井下鉆機每間隔一定距離，如4m(米)從巷道向煤層進行鉆孔的技術。這種鉆孔技術相當于在長鉆孔分段壓裂方法、短鉆孔單段壓裂方法和井下鉆孔井下壓裂方法產生的裂縫的基礎上，增加了更多了瓦斯抽采通道，即瓦斯抽放孔。從更多的瓦斯抽放孔處進行瓦斯抽采，可加快抽采速度。網格密集型鉆孔技術鉆出的孔的深度為10
?
200米，孔直徑約為50mm，采用負壓從鉆孔處抽取瓦斯以達到消突的目的。
[0023]13)壓裂死角：本申請中壓裂死角是指主壓裂策略的水平長鉆孔對煤層壓裂后，與煤礦開采規劃區域相比，仍未被壓裂覆蓋的煤層區域。
[0024]14)壓裂空白區域，本申請中壓裂空白區域是指主壓裂策略的水平長鉆孔無法穿
過的斷裂段煤層(包括煤層起伏太大的地段)，水平井壓裂后，相應段的煤層未被壓裂。
[0025]15)第一裂縫體系：是指主壓裂策略對煤層壓裂所生成的立體網狀裂縫群。
[0026]16)第二裂縫體系：是指輔助壓裂策略對煤層壓裂所生成的立體網狀裂縫群。
[0027]17)瓦斯抽采通道：瓦斯抽采通道由瓦斯抽采鉆孔和瓦斯抽采管道組成，用于從壓裂煤層中抽采瓦斯氣。
[0028]18)瓦斯抽采短鉆孔：是指從地面向已壓裂煤層打的鉆孔，或從井下巖巷或煤巷向已壓裂煤層鉆的瓦斯抽采短鉆孔。本申請中瓦斯抽采短鉆孔與從井下巖巷或煤巷向目標煤層鉆的單段壓裂水平短鉆孔、井下短鉆孔、網格狀短鉆孔，形式上都非常相像，所以本申請中從井下巖巷向煤層打的短鉆孔，均可同時用作瓦斯抽采鉆孔。
[0029]19)瓦斯抽采管道：在本申請中瓦斯抽采管道是指在井下鋪設的采氣管道，該管道與所有瓦斯抽采鉆孔連接，管道的終端與負壓抽采設備連接。
[0030]本申請實施例的技術方案是這樣實現的：
[0031]本申請實施例提供一種特殊地質結構煤炭區域消突方法，本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種煤炭區域消突方法，其特征在于，包括：獲得第一地質參數，所述第一地質參數表征為目標區域的地質條件；依據所述第一地質參數，選擇煤層目標壓裂策略，所述目標壓裂策略中包含主壓裂策略和與所述第一地質參數相匹配的若干輔助策略中的一種或幾種；采用所述主壓裂策略對目標區域煤層的主體進行壓裂；采用所述輔助策略對目標區域煤層特殊地質構造進行壓裂，或直接向壓裂區域打抽采鉆孔，抽采瓦斯氣消突。2.權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一地質參數為壓裂策略未確定之前取得的原地質參數和主壓裂策略實施之后取得的目標區域煤層的主體壓裂縫隙區域和未被壓裂的死角區域的地質參數；所述煤層特殊地質構造為主壓裂策略所不及的煤層斷層段、壓裂空白段和主壓裂策略實施之后未被壓裂的死角區域；所述主壓裂策略包括：水平長鉆孔分段壓裂；所述輔助策略包括：輔助壓裂策略和網格密集化短鉆孔策略，其中，所述輔助壓裂策略進一步包括：水平短鉆孔單段壓裂策略、井下短鉆孔壓裂策略。3.權利要求2所述的方法，其特征在于，所述水平短鉆孔單段壓裂策略包括水平短鉆孔井下單段壓裂策略和水平短鉆孔地面單段壓裂策略。4.權利要求2所述的方法，其特征在于，所述井下短鉆孔壓裂策略包括井下短鉆孔井下壓裂策略和井下短鉆孔地面壓裂策略。5.權利要求1
?
4中任意一項所述的方法，其特征在于，在第一地質參數表征為目標區域的地質條件為第一地質條件的情況下，目標壓裂策略包括水平長鉆孔分段壓裂策略和井下短鉆孔壓裂策略；在第一地質參數表征為目標區域的地質條件為第二地質...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王曉光，賈佳妮，梁天征，
申請(專利權)人：北京九尊能源技術股份有限公司，
類型：發明
國別省市：