一种顺层钻进松软煤层深长瓦斯抽采孔的方法及装置

摘要

本发明涉及一种顺层钻进松软煤层深长瓦斯抽采孔的方法及装置，其利用硬煤分层、顶底板中易成孔以及软煤分层瓦斯含量的特点，在硬煤分层、顶底板中钻进瓦斯预抽孔，其长度能够符合瓦斯预抽的要求，然后利用高压脉冲水射流切穿硬煤分层至软煤分层，在软煤分层中形成一直径为1～2m的深槽，增大了软煤分层的暴露面积，有利于软煤分层瓦斯涌出。本发明避免因卡钻、塌孔、喷孔而引起的瓦斯预抽孔抽放范围小、瓦斯预抽效果差等问题，同时达到增加预抽孔长度、提高煤层透气性的目的。

主权项

一种顺层钻进松软煤层深长瓦斯抽采孔的方法，其特征在于：该方法按如下步骤进行：1）选择钻孔方式：考察分析施钻地点煤层赋存条件，若煤层中软、硬分层分层清晰，软分层为粉粒煤—全粉煤，硬分层为非破坏煤—破坏煤，选择在硬分层中钻进顺层孔，若分层模糊，选择在顶底板中钻进顺层孔；2）钻孔前相关的准备工作：检查顺层钻进松软煤层深长瓦斯抽采孔装置中各连接管路的牢固和密封，并合理安排液压泵与煤层施工地点的距离，启动液压泵，调节液压泵（2）的工作流量和压力分别为其额定工作流量和额定工作压力，关闭第二管道（16）上的溢流阀（4），打开第三管道（17）上的球形阀（6），闭合开关（5），液压箱（1）中的液体经液压泵（2）加压后，一部分经溢流阀流回液压箱，一部分经第一管道（3）和开关（5），流向钻杆（10），流向钻杆（10）的液体通过钻头（12）的轴向喷嘴（14）流出和/或自动切换式切缝器（11）中的径向喷嘴（13）流出；3）钻机推进、钻孔：启动钻机（9），调节球形阀（6），控制泵压在5MPa左右，关闭自动切换式切缝器（11）的径向喷嘴（13），打开钻头（12）的轴向喷嘴（14），高压液体经过第一管道（3）进入密封输液器（8），再通过钻杆（10），高压液体经过轴向喷嘴（14）形成脉冲射流冲击煤体进行辅助钻进，当需要更换钻杆时，松开开关，停止钻机推进、旋转，卸下密封输液器（8），加一根新的钻杆（10），依次重复；4）判断钻机是否继续钻进：若钻进深度未达预定深度，则继续重复步骤3）；当钻进深度达到预定深度或钻孔穿过整个煤层时，停止钻进；5）对煤体进行割缝：钻孔钻进完成时，保持开关（5）处于闭合状态，调节球形阀（6），控制泵压在25~30MPa，此时自动切换式切缝器（11）的径向喷嘴（13）打开，钻头（12）的轴向喷嘴（14）关闭，高压液体经过径向喷嘴形成脉冲射流，旋转钻杆（10），开始对煤体进行切割，自动切换式切缝器（11）上的截齿（15）将割落得大块煤块研磨成直径为0.1~5mm的细小颗粒随回水顺利排出，在割缝完成以后，根据煤层与钻孔夹角的不同，煤层中会形成直径为1~2m的深槽；6）判断是否需要继续割缝：割缝过程中若出现钻孔中返水清澈，无煤渣返出，则可说明割缝完成，松开开关（5），卸下密封输液器（8），卸下多根钻杆（10），再将剩余钻杆与密封输液器（8）连接，闭合开关（5），对煤体进行另一条缝的切割；若割缝中返回液体中煤渣持续出现，但割缝时间超过一个小时，此时可以认为割缝完成，并准备对下一条缝隙进行切割，依此循环，直至距瓦斯预抽管末端5m处停止切缝；否则继续对煤体进行切割；7）终孔：调节球形阀（6），使压力降至0MPa，关闭钻机，关闭乳化泵。