顺层长钻孔割缝洗孔一体化抽采煤层气方法

摘要

本发明顺层长钻孔割缝洗孔一体化抽采煤层气方法，属于井下改善煤岩体渗透性抽采煤层气方法技术领域；所要解决的技术问题为提供一种使得顺层长钻孔井壁应力分散、影响范围大，抽采效率高的顺层长钻孔割缝洗孔一体化抽采煤层气方法；采用的技术方案为：a、在拟抽放煤层气的煤层中钻顺层长钻孔；b、退钻，通入高压水，钻具原地旋转，在垂直顺层长钻孔轴线平面上形成一竖向大裂缝；c、继续退钻，降低水压，对顺层长钻孔的孔壁进行冲洗，钻具退后一段距离后停住，用步骤b中的方法施工一新的竖向大裂缝；d、重复步骤c，使顺层长钻孔上形成多个竖向大裂缝；e、退出钻具，对顺层长钻孔封孔；f、抽采煤层气，本发明抽采效率高，适于井下抽采。

说明书

技术领域

本发明顺层长钻孔割缝洗孔一体化抽采煤层气方法，属于井下改善煤岩体渗 透性抽采煤层气方法技术领域。

背景技术

只要开采煤炭，就会有煤层气(瓦斯)涌出，煤层气(瓦斯)是威胁煤矿安 全生产和矿工生命的主要灾害之一，同时煤层气又是一种清洁能源，开发利用煤 层气对保证煤矿安全生产、保护环境、改善能源结构等都具有重大经济和社会效 益。我国埋深2000m以浅范围内，煤层气资源量约为31万亿方储量，渗透率一 般小于1×10^-3μm²，普遍属于低渗透煤储层，煤层气难以被抽采，为从井下有 效抽采煤层气，采用了诸多工程措施对煤岩体进行强化改造。例如：大直径密集 钻孔开采、开采解放层、穿层钻孔和钻孔两侧水力割缝等技术，但总体收效甚微， 普通钻孔周围会形成应力集中带，使得煤层透气性降低，阻碍了煤层气的渗透。 开采解放层对单一煤层不适用。穿层钻孔煤层钻遇率低，而且需开拓底板岩巷。 《煤炭学报》2001.vol26，No5“低渗透煤储层煤层气开采有效技术途径的研究” 一文认为提高低渗透煤储层渗透性的唯一有效途径是使煤层卸压。钻孔两侧水力 割缝如公开专利号zl03122734.1和zl200910182119.4，提出在钻孔两侧水平方向 形成一条具有一定深度的扁平缝槽，用于改善储层渗透性和防治煤与瓦斯突出问 题。该技术把煤岩体看作均质岩体，没有考虑煤岩体的结构特点，尤其是煤岩体 的沉积结构特点(如层理和割理)和夹矸对煤层渗透性的影响。我国煤层中普遍 发育有1～3层夹矸，夹矸厚度140～500mm，甚至可达1m，横向沉积稳定，连续 性好，夹矸为炭质泥岩，渗透率极低，遇水膨胀且易于变形，水平割缝卸压产生 的竖向裂隙在遇到煤层夹矸时可能不能很好延伸，同时，煤层底板为泥岩，并具 有明显的膨胀性，水平割缝的高度一般只有20-30mm，割缝宽度较大时，随着 煤层后期的变形，割缝在上覆岩体重力和底板底鼓产生的向上力的联合作用下， 在一定程度上挤压变形，渗透性减低，另外，要完成水平割缝，必须对喷嘴实施 水平定向，施工难度很大，而且从现有公开资料可知，水平割缝是先在煤层中打 一个钻孔，然后再采用专用割缝装置利用高压水射流对钻孔两侧的煤体进行切 割，如遇煤层塌孔，割缝装置很难再进入，无法钻进和割缝一次完成。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为提供一种充分考虑 了煤岩体的结构特点，使得顺层长钻孔井壁应力分散、影响范围大，抽采效率高 的顺层长钻孔割缝洗孔一体化抽采煤层气方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：顺层长钻孔割缝洗孔一 体化抽采煤层气方法，包括以下步骤：

a、用钻机通过钻具在拟抽放煤层气的煤层中钻预定深度的顺层长钻孔；

b、退钻到钻具不受顶压时，向钻具内通入25～35MPa的高压水，钻具原地 旋转，通过高压水射流在垂直顺层长钻孔轴线平面上形成一竖向大裂缝；

c、继续退钻，在退钻过程中，降低水压到10～15MPa，对顺层长钻孔的孔 壁进行冲洗，钻具退后一段距离后停住，用步骤b中的方法施工一新的竖向大裂 缝；

d、重复步骤c，使顺层长钻孔上形成多个竖向大裂缝，且位于顺层长钻孔 孔口部位的竖向大裂缝距孔口有一设定距离，以使顺层长钻孔的孔口部位留有至 少5m的封孔长度；

e、停止高压水射流，退出钻具，并用封孔材料对顺层长钻孔封孔；

f、用煤层气抽采系统抽采煤层气。

进一步的，重复步骤a～f，在煤层中形成两个以上的顺层长钻孔，相邻顺层 长钻孔上的竖向大裂缝沿顺层长钻孔深度方向交错排列或平齐排列。

所述竖向大裂缝的宽度为20-40mm，半径为500-1000mm。

所述钻具退后一次为8～10m，即相邻两个竖向大裂缝之间的间距为8～10m。

所述高压水中混合有70～120目的石英砂，所述石英砂在高压水和石英砂混 合物中体积占5％。

所述步骤d中位于顺层长钻孔孔口部位的竖向大裂缝距孔口的距离为 15～20m。

所述步骤c、步骤d、步骤e中的退钻速度为1～3m/min。

在所述煤层上，顺层长钻孔的下方，斜向上钻排水钻孔，排水钻孔的孔口处 安装有排水装置，排水钻孔轴线的坡度不小于5‰～8‰，排水钻孔与顺层长钻孔 轴线之间的距离以竖向大裂缝的最大影响松动圈确定，或为竖向大裂缝直径的 0.5～3倍。

所述的排水钻孔在煤层中沿底板施工或在底板内施工。

同一竖向平面上布置有多个顺层长钻孔时，仅在靠近底板的顺层长钻孔下方 布置排水钻孔。

本发明改善煤层渗透性的机理如下。

顺层长钻孔水射流洗孔与切割竖向大裂缝抽采煤层气方法就是通过对垂直 钻孔轴线的竖向平面进行切割大裂缝及对孔壁洗孔形成浅表裂隙后，竖向大裂缝 导通了煤岩分层的层理，在两条竖向大裂缝之间分隔的煤岩段，由煤层气渗流柱 坐标方程(1)可知：

$K_r(\frac{1}{r}\frac{\partial p}{\partial r}+\frac{{\partial }^{2}p}{{\partial \theta }^2})+K_z\frac{{\partial }^{2}p}{{\partial z}^2}=(\frac{n}{p}+\frac{\mathrm{ab}}{p{(1+\mathrm{bp})}^2})\frac{{\partial p}^2}{\partial t}+2p\frac{\partial e}{\partial t}---\left(1\right)$

式中：p-孔隙压力，K_r-钻孔径向渗透系数，K_Z—钻孔轴向渗透系数， n-孔隙度，a，b-吸附常数，e-体积变形，以钻孔轴线作为z轴，钻孔径向为 r向，孔隙压力不依θ变化。

在切割竖向大裂缝前，煤层气渗流的通道为以钻孔轴线为中心，周围煤岩体 中的煤层气向钻孔中渗流，钻孔为一径向渗流的抽采气井，对于煤层气顺层长钻 孔而言，只有前2项，第三项在对钻孔实行切割竖向大裂缝后，煤层 气渗流的通道变为两个方向，第一个与前述相同；第二个为平行于钻孔轴线，沿 煤层层理面方向运移，到达竖向大裂缝后，再由竖向大裂缝流入抽采钻孔，从渗 流方程(1)可知，煤层气渗流方程的第三项增加一项。

煤层的渗透率具有以下特点：1、煤层纵向上被顶底板分割的，由光亮煤、 半亮煤、半暗煤、暗煤以及煤层夹矸的不同顺序组合的层状有机岩。从光亮煤～ 半亮煤～半暗煤～暗淡煤，割理密度逐渐降低；2、同一煤层的煤样，在同样的条 件下，平行层理煤样的渗透率大于垂直层理煤样的渗透率，其相差大致在1～10 倍左右；3、煤岩结构是由基质孔隙系统和裂隙系统构成的煤储层双重孔隙介质 结构，煤基对气和水是相对不渗透的，煤层中的煤割理系统则是流体渗流和产出 的主要通道，煤层的渗透率主要受煤层割理控制，是决定煤层渗透率的关键地质 因素之一；4、割理被分为面割理和端割理，它们相互大致垂直，并都与煤层层 面正交或陡角相交，它主要出现在光亮煤和镜煤条带中，面割理是煤中的一组延 伸较长的主要割理，是煤层气渗透的主要通道；端割理是煤中一组次要割理，发 育在两条面割理之间，其延伸受面割理的制约。

根据以上煤岩结构渗透性的特点，对钻孔施工竖向大裂缝后，在竖向大裂缝 的平面影响范围内，竖向大裂缝沟通了不同煤岩分层的层理和面割理，尤其切断 了煤层夹矸对对不同煤岩分层煤层气运移的阻隔，改变了煤层抽放钻孔的气体流 动方式，使原先抽放钻孔周边单一的径向运移方式，在施工竖向大裂缝后变为径 向运移和沿煤岩分层层理运移两种方式，使煤层气在煤层中的运移尽可能沿着煤 层层理或裂隙最大的方向运移，优化了煤层气渗透路径，建立了钻孔径向扩散和 煤基质孔隙——割理——层理——竖向大裂缝——钻孔两种的煤层气抽采通道， 改善了煤层渗透率，提高了单孔单位时间煤层气抽放量和抽放效率，使抽放效果 达到最佳状态，实现了以地质理论为指导的煤层钻孔布置方法。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

1、本发明提供了一种顺层长钻孔割缝洗孔一体化抽采煤层气方法，实现了 顺层长钻孔与水射流切割技术的有机结合，充分结合了顺层长钻孔煤层内钻进速 度快，单孔长度长和水射流切割对储层伤害小，可实现定向切割的优点。

2、本发明通过对煤层沉积结构、割理特点和煤层夹矸分布对煤层气渗透性 的影响分析，在充分考虑煤岩渗透性各向异性的基础上有针对性地布置煤层气抽 采钻孔，通过在垂直顺层长钻孔轴线的竖向平面施工竖向大裂缝，沟通煤岩不同 分层层理和割理之间的联系，尤其是沟通了煤层夹矸对不同煤岩分层煤层气运移 的阻隔，改变了煤层抽放钻孔的气体流动方式，使原先抽放钻孔周边单一的径向 运移方式，施工了竖向大裂缝后变为径向运移和沿煤岩分层层理运移两种方式， 使煤层气在煤层中的运移尽可能沿着煤层层理或裂隙最大的方向运移，优化了煤 层气渗透路径，建立了钻孔径向扩散和煤基质孔隙——割理——层理——竖向大 裂缝——钻孔的两种煤层气抽采通道，改善了煤层渗透率，提高了单孔单位时间 煤层气抽放量和抽放效率，使抽放效果达到最佳状态，实现了以地质理论为指导 的煤层钻孔布置方法。

3、本发明中的竖向大裂缝排出部分煤体，形成较大的卸压区域，破坏煤层 内部原有的应力平衡，导致地应力重新分布，煤层沿平面扩展方向发生卸压(地 应力减小)、变形、膨胀，从而使原先竖向闭合或半封闭的割理在水平方向张拉 力的作用下张开、延展和导通，扩大竖向割理的影响范围，且抽采后期竖向大裂 缝不宜闭合。

4、本发明几乎可以不考虑井下割离方位与钻孔轴线之间的关系，实现竖向 大裂缝与钻孔轴线的组合与面割离、层理的有效联通。

5、本发明采用一定压力的水射流对钻孔竖向大裂缝间隔区间孔壁洗孔，可 消弱钻孔钻进过程中施工和钻井液对孔壁的污染，同时可增加孔壁表层浅表裂 隙，消弱钻孔周围的“瓶塞效应”，增大钻孔的有效影响半径和钻孔抽放煤壁暴 露面积，改善孔壁煤层透气性，提高了抽放效率。

6、本发明在靠近煤层底板的顺层长钻孔下方单独布置排水钻孔，实现了排 水与排气分离，且由于排水钻孔与顺层长钻孔竖向大裂缝的最大影响松动圈连 通，可有效快速排出顺层长钻孔特别是竖向大裂缝下半平面内的积水，使煤层气 达到快速排水降压而发生解吸，提高抽放效率。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1为按本发明顺层长钻孔割缝洗孔一体化抽采煤层气方法施工后煤层的 断面结构示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为图1、图2的柱状图例。

图4为按本发明公开的方法施工后煤层中有多个顺层长钻孔且相邻顺层长 钻孔中的竖向大裂缝沿顺层长钻孔深度方向平齐排列时的结构示意图。

图5为按本发明公开的方法施工后煤层中有多个顺层长钻孔且相邻顺层长 钻孔中的竖向大裂缝沿顺层长钻孔深度方向交错排列时的结构示意图。

图6为按本发明公开的方法施工后同一竖向平面内布置两个以上顺层长钻 孔时排水钻孔的布置方法示意图。

图7为本发明方法中所用钻割洗一体化钻具的结构示意图。

图8为图4的A-A剖面放大图。

图9为图4的B-B剖面放大图。

图10为图5中C处的放大图。

图中：1为煤层，2为顺层长钻孔，3为竖向大裂缝，4为上接头，5为壳体， 6为心管，7为心轴，8为钻头，9为上外壳，10为中外壳，11为下外壳，12为 喷嘴，13为第一弹簧，14为环形凸起，15为连接管，16为压帽，17为第二弹 簧，18为溢流阀，19为连接口，20为滤网，21为凸块，22为煤层气抽放巷道， 23为抽放管，24为钻孔封孔段，25为光亮煤，26为半亮煤，27为半暗煤，28 为暗煤，29为夹矸，30为顶板，31为底板，32为排水钻孔。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，本发明顺层长钻孔割缝洗孔一体化抽采煤层气方 法，包括以下步骤：

a、用钻机通过钻具在拟抽放煤层气的煤层1中钻预定深度的顺层长钻孔2；

b、退钻到钻具不受顶压时，向钻具内通入25～35MPa的高压水，钻具原地 旋转，通过高压水射流在垂直顺层长钻孔2轴线平面上形成一竖向大裂缝3；

c、继续退钻，在退钻过程中，降低水压到10～15MPa，对顺层长钻孔2的 孔壁进行冲洗，钻具退后一段距离后停住，用步骤b中的方法施工一新的竖向大 裂缝3；

d、重复步骤c，使顺层长钻孔2上形成多个竖向大裂缝3，且位于顺层长钻 孔2孔口部位的竖向大裂缝3距孔口有一设定距离，以使顺层长钻孔2的孔口部 位留有至少5m的封孔长度；

e、停止高压水射流，退出钻具，并用封孔材料对顺层长钻孔2封孔；

f、用煤层气抽采系统抽采煤层气。

进一步的，如图4、图5所示，重复步骤a～f，在煤层1中形成两个以上的 顺层长钻孔2，相邻顺层长钻孔2上的竖向大裂缝3沿顺层长钻孔2深度方向交 错排列或平齐排列。

如图1、图2、图6所示，为了排水，在所述煤层1上，顺层长钻孔2的下 方，斜向上钻排水钻孔32，排水钻孔32的孔口处安装有排水装置，排水钻孔32 轴线的坡度不小于5‰～8‰，排水钻孔32与顺层长钻孔2轴线之间的距离以竖 向大裂缝3的最大影响松动圈确定，或为竖向大裂缝3直径的0.5～3倍。

所述的排水钻孔32在煤层1中沿底板31施工或在底板31内施工。

同一竖向平面上布置有多个顺层长钻孔2时，仅在靠近底板31的顺层长钻 孔2下方布置排水钻孔32。

所述排水钻孔32为普通钻孔，排水钻孔32与靠近煤层1底板31的顺层长 钻孔2的裂隙影响带沟通，且排水钻孔32要保持出水口处位置最低，以利于积 水的排出。

所述顺层长钻孔2的直径可取φ75～100mm。

所述竖向大裂缝3的宽度为20-40mm，半径为500-1000mm；在现场，对煤 层1中的顺层长钻孔2施工竖向大裂缝3时，高压水射流的流量为120 ～200L/min，钻具的旋转速度为50～100r/min，竖向大裂缝3的切割时间可根据 孔口返渣情况确定，观察孔口返渣变小时停止切割，一般为10～20min，然后降 低水压，匀速旋转退钻。

一个顺层长钻孔2中相邻两个竖向大裂缝3之间的间距根据煤层1煤层气含 量、煤层气压力、钻孔抽放时间综合确定，根据现有煤矿井下实际情况，一般可 取为8～10m，即所述钻具退后一次为8～10m。

本发明方法可根据煤层1坚硬程度及夹矸29层数、厚度与分布情况，在所 述高压水中增加磨料，磨料采用70～120目石英砂，石英砂在高压水和石英砂混 合物中体积占5％，形成高压喷砂水射流，增加竖向大裂缝3半径。

所述步骤d中位于顺层长钻孔2孔口部位的竖向大裂缝3距孔口的距离为 15～20m。

所述步骤c、步骤d、步骤e中的退钻速度为1～3m/min。

如图1所示，位于顶板30和底板31之间的煤层1由一层或多层的光亮煤 25、半亮煤26、半暗煤27、暗煤28和夹矸29组成，其中，又分布有各种割理， 本发明所公开的方法中的竖向大裂缝3很好的导通了不同的层理和割理，改善了 煤层1的渗透性。

如图7、图8、图9、图10所示，一种在本发明方法中用到的钻割洗一体化 钻具，包括上接头4、壳体5、心管6、心轴7和钻头8，所述壳体5由上外壳9、 中外壳10和下外壳11依次首尾相接构成，上接头4与上外壳9连接，且上接头 4、上外壳9、中外壳10和下外壳11内部均开有轴向通孔，所述中外壳10和下 外壳11内部轴向通孔的直径大于上接头4和上外壳9内部轴向通孔的直径；心 管6的一端固定套装在上外壳9的内部，心管6的另一端位于中外壳10内部且 心管6上靠近该端端头处设置有一个或多个径向通孔作为连接口19，中外壳10 上与所述心管6上连接口19相对应的位置也均开有径向通孔，径向通孔内安装 造缝喷嘴12，心管6位于中外壳10内部的端头处封口且封口上开有孔；心轴7 的一端活动套装在中外壳10的内部，心轴7的另一端伸出下外壳11外与钻头8 连接，心轴7伸出的部分与下外壳11之间卡装有第一弹簧13，心轴7内部开有 轴向通孔；心管6位于中外壳10内部的一端套装在心轴7的轴向通孔内，心轴 7内部设有环形凸起14，连接管15的一端连接在环形凸起14上，连接管15的 另一端穿过心管6端头封口上的孔后与压帽16连接，心管6端头封口与心轴7 环形凸起14之间卡装有第二弹簧17，所述连接管15的侧壁上开有多个长形的 过液通孔。

所述压帽16的中心设置有连通心管6内部和心轴7内部的溢流阀18。

所述中外壳10的内壁上设置有多个轴向凹槽，心轴7外壁与所述凹槽相对 应的位置上均设置有凸块21，所述凸块21各自位于相应的凹槽中。

所述心轴7位于中外壳10中的端部外壁上设置有凸台，所述心轴7端部的 凸台与中外壳10的内壁上的台阶通过锥形面配合。

所述心管6上的连接口19处设置有滤网20，所述滤网20位于心管6的内 壁上。

所述喷嘴12可布置1～3个，喷嘴12的直径为1～3mm。

上述钻割洗一体化钻具的工作过程是：钻头8正常向前钻进的过程中，钻头 8受到钻进岩体的顶压力，推动心轴7挤压第一弹簧13和第二弹簧17回缩，心 轴7与心管6之间的连接管15向心管6的内腔移动，心管6上用来与中外壳10 连通的连接口19被心轴7内壁封闭，连接管15伸入到心管6内，心管6和心轴 7内腔导通，钻井液由心管6进入心轴7的内腔，由钻头8前面的出口流出，增 加液压，钻头8向前钻进，钻进领眼，此时用于钻孔侧壁造缝的喷嘴12始终处 于闭合状态。

当钻进到设定深度后，按照计划进行退钻操作，当退钻到一定位置制造垂直 钻孔轴线的竖向大裂缝3时，钻头8正前方已形成领眼，钻头8不再受钻进岩体 的顶压，第一弹簧13和第二弹簧17共同推动心轴7向前移动，心管6与心轴7 之间的连接管15退出心管6的内腔，连接管15上的压帽16在第二弹簧17的作 用下将心管6和心轴7内腔之间的通道闭合，同时心管6上的连接口19被打开， 然后增加液压，钻井液进入心管6与中外壳10之间空腔，再通过喷嘴12形成水 射流，在钻杆旋转过程中，形成一定宽度和一定深度的竖向扁圆形竖向大裂缝3。

在上述工作过程中钻压传递过程为：钻进领眼时，由上接头4与后部钻杆连 接，钻压经上外壳9、中外壳10、下外壳11、心轴7传至钻头8；钻进结束退钻 过程中不传递钻压。

在上述工作过程中扭矩传递过程为：钻进领眼时，由上接头4与后部钻杆连 接，钻压经上外壳9、中外壳10、通过心轴7上的凸块21传至心轴7，再由心 轴7传至钻头8；退钻时，经上外壳9、中外壳10，带动中外壳10侧壁的喷嘴 12旋转形成竖向大裂缝3或对钻孔壁冲洗。

钻进领眼时钻井液流动方式为：钻井液由心管6通过连接管15侧壁上的过 液通孔，经心轴7环形凸起14中部通孔进入心轴7的内腔，由钻头8前面的出 口流出。

退钻时钻井液流动方式为：钻井液由心管6通过连接口19进入心管6与中 外壳10之间的空腔，然后通过中外壳10管壁的喷嘴12喷出。如果水压超过液 压上限，设置在压帽16中心的溢流阀18将开启，一部分液体由溢流阀18，经 连接管15进入心轴7的内腔，由钻头8前面的出口流出实施泄压，压力恢复上 限以下时，溢流阀18闭合。

实施实例1

顺层长钻孔割缝洗孔一体化抽采煤层气方法，参照图1、图2所示意。某地 区煤层1厚度为3m，巷道长度800m，在煤层1煤层气抽放巷道22工作面中部 两层夹矸29之间，采用千米钻机在预掘进巷道方向钻进顺层长钻孔2，顺层长 钻孔2直径φ96mm。在钻孔达到预定深度后，用清水清洗钻杆通道，退钻，在 钻孔底部第一个竖向大裂缝3设计位置，钻杆原位旋转，增加液压，开启造缝用 喷嘴12，应用高压水射流竖向大裂缝切割装置，在垂直顺层长钻孔2轴线平面 切割竖向大裂缝3，造缝压力可取25～35MPa，流量120～200L/min，切割时间 10～20min，旋转速度60r/min，另外，可根据煤层1坚硬程度及夹矸29层数、 厚度与分布情况，对水射流增加磨料，磨料采用70～110目石英砂，石英砂在高 压水和石英砂混合物中体积占5％左右，形成高压喷砂水射流，增加竖向大裂缝 3半径。现场竖向大裂缝3切割时间可根据孔口返渣情况确定，观察孔口返渣变 小时，降低水压，停止竖向大裂缝3切割，完成第一个竖向大裂缝3，竖向大裂 缝3的直径约为1500mm。降低水压，匀速旋转退钻，退钻速率为1～3m/min， 压力控制在15MPa左右，边退钻边对顺层长钻孔2孔壁采用水射流冲洗，退钻 8～10m后，到达第二个造缝位置，钻杆原位旋转，重新增加水流压力，进行第二 个竖向大裂缝3的施工，施工参数同前，由此完成第二个竖向大裂缝3后，降压， 边退钻边对顺层长钻孔2孔壁冲洗，依此类推，按照设计的竖向大裂缝3间距， 从里到外依次施工所有竖向大裂缝3和冲洗除孔口封孔段外的所有孔壁，直至距 孔口15m处完成最后一个竖向大裂缝3，在孔口安放抽放管23，对钻孔封孔段 24进行封孔，封孔长度大于5～8m，并把抽放管23与井下抽放系统相连，完成 一个顺层长钻孔径向间隔切割竖向大裂缝钻孔的施工。接着在顺层长钻孔2下方 按5‰的坡度斜向上施工排水钻孔32，排水钻孔32与顺层长钻孔2轴线之间的 距离为1.5d(d为竖向大裂缝3的直径)，排水钻孔32施工完成后，在孔口处安 装排水装置。所有工程施工完成后，调试，利用井下抽放泵站对这个抽放钻孔影 响区的煤层气实施抽放。

实施实例2

采用多个平行顺层长钻孔2径向间隔切割竖向大裂缝3方法抽采煤层气，参 考图3和图4所示意方式布置钻孔和竖向大裂缝3。某地区山西组煤层1厚度为 3m，竖向大裂缝3直径大小约为φ2000mm，顺层长钻孔2轴线沿煤层1中部布 置，两个竖向大裂缝3之间的间距为在8～10m之间，顺层长钻孔2的间距根据 相邻顺层长钻孔2中竖向大裂缝3的排列方式不同而不同。相邻顺层长钻孔2 中竖向大裂缝3按矩形布置，即沿顺层长钻孔2深度方向平齐排列时，顺层长钻 孔2的间距可取3～5m(见图3)；相邻顺层长钻孔2中竖向大裂缝3按三角形布 置，即沿顺层长钻孔2深度方向交错排列时，顺层长钻孔2的间距可取2m(见 图4)。根据以上参数，采用千米钻机形成顺层长钻孔2，在煤层1煤层气抽放巷 道22按钻孔设计轨迹钻进顺层长钻孔2，并按设计间隔在顺层长钻孔2径向施 工竖向大裂缝3和对孔壁洗孔，顺层长钻孔2与竖向大裂缝3的具体施工方法同 实施实例1，完成一个顺层长钻孔径向间隔切割竖向大裂缝钻孔的施工。接着在 顺层长钻孔2下方按5～8‰的坡度斜向上施工排水钻孔32，排水钻孔32与顺层 长钻孔2轴线之间的距离为2d(d为竖向大裂缝3的直径)，排水钻孔32布置在 底板31内，排水钻孔32施工完成后，在孔口处安装排水装置。与第一个钻孔间 隔2.5～3m处(矩形布孔)或与第一个钻孔间隔2m处(三角形布孔)，按照同样 的方法完成第二个顺层长钻孔径向间隔切割竖向大裂缝钻孔的施工。如此重复， 依次完成所有钻孔，直至完成抽放回采工作面全部顺层长钻孔2及竖向大裂缝3， 在每个已完工顺层长钻孔2孔口安放抽放管23，对钻孔封孔段24进行封孔，把 抽放管23与井下抽放系统相连。同时，在每个顺层长钻孔2下方均按上述方法 施工排水钻孔32。所有工程施工完成后，调试，利用井下抽放泵站对这个抽放 钻孔影响区的煤层气实施抽放。

实施实例3

当煤层厚度为5～6m时，可在同一竖向平面上分层布置2～3个顺层长钻孔2， 参考图6，水平平面上顺层长钻孔2的布置方式可参照图4或图5。某地区山西 组煤层1厚度为5.8m，同一竖向平面上布置两个顺层长钻孔2，间距为2.5m， 水平平面上相邻顺层长钻孔2之间的间距为5m，顺层长钻孔2中竖向大裂缝3 的直径约为φ2000mm，两个竖向大裂缝3之间的间距为8～10m，顺层长钻孔2 及其上的竖向大裂缝3的施工方法同实施例1。接着在每个靠近底板31的顺层 长钻孔2下方按5‰的坡度斜向上施工排水钻孔32，排水钻孔32与顺层长钻孔 2轴线之间的距离为1.5～2d(d为竖向大裂缝3的直径)，排水钻孔32布置在底 板31内，排水钻孔32施工完成后，在孔口处安装排水装置。施工完成所有顺层 长钻孔2与排水钻孔32后，把顺层长钻孔2与井下抽放泵站管路联通，排水钻 孔32与排水管路联通，进行调试，调试完成即可进行煤层气抽放。