【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及煤層增透，特別涉及一種深部煤層聯(lián)合增透方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、由于底透氣性煤層的復(fù)雜構(gòu)造、透氣性差、高瓦斯含量、且多為煤與瓦斯突出煤層等特點，底透氣煤層的瓦斯治理一直影響著底透氣性煤層開采。
2、傳統(tǒng)的，主要采用的是單一煤層增透技術(shù)提高煤層的透氣性，但是，現(xiàn)有的單一煤層增透技術(shù)的增透效果并不理想。比如，通過水力壓力技術(shù)可以實現(xiàn)大范圍煤層增透，但是水力壓裂法污染環(huán)境且消耗淡水過多，而且，水力壓裂活動還會引發(fā)地震等；通過高壓空氣脈沖技術(shù)可以增加裂縫的發(fā)育規(guī)模，減少瓦斯富集區(qū)和抽采空白帶，但是高壓空氣脈沖的致裂范圍有限。
3、因而，亟需提供一種針對上述現(xiàn)有技術(shù)不足的技術(shù)方案。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本申請的目的在于提供一種深部煤層聯(lián)合增透方法及系統(tǒng)，以解決或緩解上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
2、為了實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┤缦录夹g(shù)方案：
3、本申請?zhí)峁┮环N深部煤層聯(lián)合增透方法，包括：步驟s101、根據(jù)獲取的目標(biāo)煤層的煤層參數(shù)，在所述目標(biāo)煤層施打兩個空孔和一個致裂孔；其中，兩個所述空孔和所述致裂孔位于同一水平煤層；步驟s102、對所述目標(biāo)煤層進(jìn)行三次注漿封孔；步驟s103、封孔完成后對所述目標(biāo)煤層進(jìn)行一次水力壓裂，以使所述水力壓裂后所述目標(biāo)煤層產(chǎn)生新裂隙，采用空氣炮對所述目標(biāo)煤層循環(huán)進(jìn)行高壓空氣脈沖，對裂隙進(jìn)行擴(kuò)展。
4、優(yōu)選的，在步驟s101中，對所述致裂孔進(jìn)行擴(kuò)孔，且擴(kuò)孔深度至所述目標(biāo)煤層的底板。
5、優(yōu)選
6、優(yōu)選的，步驟s102包括：將套管及注漿管插入所述致裂孔內(nèi)至鉆孔底部后，對鉆孔孔口進(jìn)行封堵，采用水泥漿液對所述套管進(jìn)行固定，接著打開所述注漿管的控制閥開關(guān)放出水泥漿液，開始第一次注漿；所述第一次注漿結(jié)束后，經(jīng)過12小時凝固，進(jìn)行第二次注漿作業(yè)，放出所述注漿管內(nèi)的水泥漿液，直至水泥漿液至孔底水力壓裂管返漿時，所述第二次注漿結(jié)束；所述第一次注漿結(jié)束后，經(jīng)過12小時凝固，進(jìn)行第三次注漿作業(yè)，放出所述注漿管內(nèi)的水泥漿液至孔底，封孔至設(shè)計層位
7、優(yōu)選的，在步驟s103中，所述對所述目標(biāo)煤層進(jìn)行一次所述水力壓裂，包括：對所述目標(biāo)煤層的所述致裂孔進(jìn)行注水，且注水壓力不低于煤層分裂壓力，注水量要充足；注水至所述致裂孔反排水后，停止注水，繼續(xù)進(jìn)行排水直至所述目標(biāo)煤層中的自然裂隙暴露；待所述目標(biāo)煤層中的自然裂隙浸潤飽和后，在所述致裂孔中加入壓裂液，并在所述目標(biāo)煤層形成裂縫后停止加入所述壓裂液，用壓力器對所述壓裂液進(jìn)行保壓。
8、優(yōu)選的，按照公式：
9、
10、確定注水總壓力和總濾矢量；
11、其中，為裂縫擴(kuò)展壓力，為縫內(nèi)靜壓力；為分別沿所述致裂孔的軸向、水平徑向以及垂直徑向，裂縫距離所述致裂孔的孔口截面的圓心的位置；為粘度；為壓裂液注入流量；為平均縫寬；為裂縫的平均縫高；
12、為綜合濾失系數(shù)，為裂縫前緣到達(dá)濾失位置的時間，為濾失時間，裂縫全長；為裂縫高度;分別為裂縫全長變量和濾失時間變量。
13、優(yōu)選的，在步驟s103中，所述水力壓裂的壓力大于煤層起裂壓力，以使所述水力壓裂后的目標(biāo)煤層產(chǎn)生新裂隙。
14、優(yōu)選的，按照公式：
15、
16、確定所述煤層起裂壓力；
17、其中，為煤層泊松比；為煤層受到的垂直壓力；為煤層孔隙壓力。
18、本申請實施例還提供一種深部煤層聯(lián)合增透系統(tǒng)，包括：鉆孔施工單元，配置為根據(jù)獲取的目標(biāo)煤層的煤層參數(shù)，在所述目標(biāo)煤層施打兩個空孔和一個致裂孔；其中，兩個所述空孔和所述致裂孔位于同一水平煤層；注漿封孔單元，配置為對所述目標(biāo)煤層進(jìn)行三次注漿封孔；裂隙生成單元，配置為封孔完成后進(jìn)行一次水力壓裂，以使所述水力壓裂后所述目標(biāo)煤層產(chǎn)生新裂隙，采用空氣炮對所述目標(biāo)煤層循環(huán)進(jìn)行高壓空氣脈沖，對裂隙進(jìn)行擴(kuò)展。
19、有益效果：
20、本申請實施例提供的深部煤層聯(lián)合增透方法，首先，根據(jù)獲取的目標(biāo)煤層的煤層參數(shù)，在目標(biāo)煤層施打兩個空孔和一個致裂孔，且兩個空孔和致裂孔位于同一水平煤層；然后，根據(jù)水力壓力與煤體裂隙擴(kuò)展的對應(yīng)關(guān)系，對目標(biāo)煤層進(jìn)行三次注漿封孔；在封孔完成后，進(jìn)行一次水力壓裂，以使水力壓裂后目標(biāo)煤層產(chǎn)生新裂隙，并采用空氣炮對目標(biāo)煤層循環(huán)進(jìn)行高壓空氣脈沖，對裂隙進(jìn)行擴(kuò)展；最后，在目標(biāo)煤層致裂完成15~30分鐘后，對目標(biāo)煤層的致裂效果進(jìn)行評估，并進(jìn)行瓦斯?jié)舛葴y試及抽采。籍以，更好的增加裂縫的發(fā)育規(guī)模，減少瓦斯富集區(qū)和抽采空白帶，使煤層的增透效果更好，范圍更大，瓦斯抽采更徹底。
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1.一種深部煤層聯(lián)合增透方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深部煤層聯(lián)合增透方法，其特征在于，在步驟S101中，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深部煤層聯(lián)合增透方法，其特征在于，在步驟S102中，
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的深部煤層聯(lián)合增透方法，其特征在于，步驟S102包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的深部煤層聯(lián)合增透方法，其特征在于，在步驟S103中，所述對所述目標(biāo)煤層進(jìn)行一次所述水力壓裂，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的深部煤層聯(lián)合增透方法，其特征在于，
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深部煤層聯(lián)合增透方法，其特征在于，在步驟S103中，所述水力壓裂的壓力大于煤層起裂壓力，以使所述水力壓裂后的目標(biāo)煤層產(chǎn)生新裂隙。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的深部煤層聯(lián)合增透方法，其特征在于，按照公式：
9.一種深部煤層聯(lián)合增透系統(tǒng)，其特征在于，包括：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種深部煤層聯(lián)合增透方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深部煤層聯(lián)合增透方法，其特征在于，在步驟s101中，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深部煤層聯(lián)合增透方法，其特征在于，在步驟s102中，
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的深部煤層聯(lián)合增透方法，其特征在于，步驟s102包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的深部煤層聯(lián)合增透方法，其特征在于，在步驟s103中，所述對所述...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊濤，李雨龍，柳先鋒，倪冠華，王辰，聶百勝，陳全秋，張慶國，
申請(專利權(quán))人：華北科技學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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