保護層卸壓井上下立體化煤與煤層氣協(xié)調開發(fā)方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及采煤技術領域，特別涉及一種保護層卸壓井上下立體化煤與煤層氣協(xié)調開發(fā)方法。
【背景技術】
[0002]在煤炭開采工作中，煤層群賦存地質條件多樣，煤層氣(瓦斯)抽采和煤炭開采工序復雜，煤層氣抽采與煤炭生產的采、掘、運、支、管環(huán)節(jié)相互關聯(lián)。煤層氣抽采受到煤炭開采時間順序、空間布局、采掘部署等方面的制約。
[0003]目前在煤炭的采掘工作中對煤層氣的抽采，均是在兩個階段進行，I煤炭開采階段:該階段將煤炭開采劃分為首采層選擇、開拓準備、首采層煤炭回采、鄰近層煤炭開采等次一級小的階段，在煤炭開采之前對煤層氣超標區(qū)域進行煤層氣抽采，以達到國家安全標準；2、煤炭采后階段:在煤炭開采工作面推進過程中形成的采空區(qū)，主要以上隅角埋管抽采采空區(qū)煤層氣，以保障采煤工作面上隅角煤層氣達標，地面及礦井其它井巷無抽采工程。
[0004]現(xiàn)有的煤炭開采工藝僅從安全的角度抽采煤層氣，沒有合理的煤炭與煤層氣開發(fā)規(guī)劃，沒有明確的協(xié)調開采的時空關系，無法保證煤層氣抽采時間、地點與效果，煤炭開采和煤層氣抽采不能做到有序銜接，使得煤炭開采生產接續(xù)失調，影響煤礦正常安全生產，而且缺乏對煤層氣的井上下聯(lián)合抽采完整的技術體系。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種對煤炭與煤層氣開發(fā)進行合理規(guī)劃的保護層卸壓井上下立體化煤與煤層氣協(xié)調開發(fā)方法，該方法能夠使煤層氣抽采和煤炭開采有序銜接，同時能夠實現(xiàn)對煤層氣的井上下聯(lián)合抽采。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是:
[0007]—種保護層卸壓井上下立體化煤與煤層氣協(xié)調開發(fā)方法，包括:遠景規(guī)劃步驟，進行煤炭和煤層氣資源勘查，并通過分析資源賦存特征，確定保護層，并在地面設置煤層氣鉆井，對保護層的煤層氣進行預抽采；
[0008]準備步驟，在保護層煤層氣抽采達標后，開采保護層煤炭，并對保護層進行本層位煤層氣抽采，同時對目標層煤層氣進行預抽采；
[0009]生產步驟，在目標層煤層氣抽采達標后，開采目標層煤炭，同時對目標層進行本層位煤層氣抽采。
[0010]所述保護層為無突出危險或突出危險性小的薄煤層。
[0011]較優(yōu)地，所述準備步驟中，對保護層進行本層位煤層氣抽采包括:在保護層的頂板、底板以及煤層進行鉆孔抽采。
[0012]較優(yōu)地，所述準備步驟中還包括保護層采空區(qū)抽采步驟，通過在保護層采空區(qū)的頂板鉆孔、埋管和地面鉆井的方式，對保護層采空區(qū)的煤層氣進行抽采。
[0013]較優(yōu)地，所述生產步驟中，對目標層進行本層位煤層氣包括:在保護層的頂板、底板以及煤層進行鉆孔抽采。
[0014]較優(yōu)地，所述準備步驟中，對目標層煤層氣進行預抽采包括:利用高位鉆場和/或高抽巷和/或順層鉆孔和/或穿層鉆孔和/或地面井對目標層進行煤層氣抽采。
[0015]較優(yōu)地，所述生產步驟中還包括目標層采空區(qū)抽采步驟，通過在保護層采空區(qū)的頂板鉆孔、埋管和/或地面鉆井的方式，對目標層采空區(qū)的煤層氣進行抽采。
[0016]較優(yōu)地，所述煤層氣鉆井的數量為多個，多個所述煤層氣鉆井形成間距為200至400米的井網。
[0017]較優(yōu)地，所述目標層的數量至少為一個。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:能夠對煤炭與煤層氣開發(fā)進行合理規(guī)劃，使煤層氣抽采和煤炭開采做到有序銜接，同時能夠實現(xiàn)對煤層氣的井上下聯(lián)合立體抽采。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的保護層卸壓井上下立體化煤與煤層氣協(xié)調開發(fā)方法流程圖；
【具體實施方式】
[0020]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例對本發(fā)明的保護層卸壓井上下立體化煤與煤層氣協(xié)調開發(fā)方法進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021]如圖1所示，一種保護層卸壓井上下立體化煤與煤層氣協(xié)調開發(fā)方法，包括:遠景規(guī)劃步驟，進行煤炭和煤層氣資源勘查，并通過分析資源賦存特征，確定保護層，并在地面設置煤層氣鉆井，對保護層的煤層氣進行預抽采。
[0022]準備步驟，在保護層煤層氣抽采達標后，開采保護層煤炭，并對保護層進行本層位煤層氣抽采，同時對目標層煤層氣進行預抽采。
[0023]生產步驟，在目標層煤層氣抽采達標后，開采目標層煤炭，同時對目標層層進行本層位煤層氣抽采。
[0024]在實際工作中為了將煤與煤層氣協(xié)調開發(fā)，將時間和空間合理安排銜接，可將工作區(qū)域分為遠景規(guī)劃區(qū)、準備區(qū)、生產區(qū)和采空區(qū)。
[0025]可以理解為遠景規(guī)劃步驟中的工作在遠景規(guī)劃區(qū)實施，準備步驟在準備區(qū)實施，生產步驟在生產區(qū)實施。
[0026]在遠景規(guī)劃步驟中，對保護層的確定是通過常規(guī)工作手段對煤層群的煤炭和煤層氣資源進行勘查，根據勘查結果對資源賦存特征進行分析，得出分析結果后，選擇無突出危險或突出危險性小的(薄)煤層為保護層。確定好保護層之后，在地面設置煤層氣鉆井，將鉆井打到保護層位置，對保護層的煤層氣進行抽采(也稱地面預抽采)，較優(yōu)地，煤層氣鉆井的數量為多個，并且多個煤層氣鉆井形成間距為200至400米的井網，這樣能夠結合煤層氣鉆井的抽采能力對保護層的煤層氣進行全方位抽采，避免出現(xiàn)死角。實踐證明，通過地面設置的煤層氣鉆井隊保護層的煤層氣抽采5至10年，保護層的煤層氣采收率一般達到30%?50%。這樣能夠使煤層氣的回收率大大提高，減少了資源的浪費。
[0027]在準備步驟中，首先確認保護層煤層氣含量是否達標，即當保護層煤層氣含量在8m3/t以下或煤層氣壓力在0.74MPa(表壓)以下，這是可以認定為保護層的煤炭具備開采條件，這時可以對保護層的煤炭進行開采。在對保護層煤炭進行開采的同時，對保護層進行本層位煤層氣抽采，即在保護層的頂板、底板以及煤層進行鉆孔抽采，具體的做法可以是，井下保護層(首采層)底板大巷開拓(距離煤層底板一般為20?30m，避開煤層底板采動破壞帶)，施工完成后地面鉆井采用壓裂增透技術、井下底板巷道進行上向穿層鉆孔預抽保護層煤層氣，采用這種井上下聯(lián)合的方式預抽I?5年，保護層的煤層氣采收率達到35%?60%。需要說明的是，在準備步驟中對保護層煤層氣的抽采可以在保護層開拓掘進過程中和保護層的煤炭開采過程中進行。
[0028]由于目標層是保護層的鄰近層，保護層抽采達標后進行保護層煤炭的安全回采，且在空間上正在開采的保護層工作面，在傾斜方向