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申请/专利权人：中煤科工集团重庆研究院有限公司

摘要：本发明属于煤层瓦斯抽采技术领域。涉及一种近距离薄煤层群上保护层开采邻近层卸压瓦斯抽采方法，根据煤岩体破碎前的应力、裂隙、渗透率之间的关系，建立卸压瓦斯三维渗流模型，并根据煤体渗透率的大小，利用卸压瓦斯三维渗流模型将被保护层下的煤层划分为近场、远场及其它区域，针对不同区域采用不同的瓦斯抽采方式，以减少煤层中瓦斯涌出到上保护层工作面。本发明对近场内的煤层采用大直径顺层定向钻孔全覆盖抽采卸压瓦斯，远场内的煤层采用穿层钻孔层间卸压抽采卸压瓦斯，其它区域的煤层不进行瓦斯抽采；实现了近距离薄煤层群上保护层开采过程中邻近层瓦斯有效抽采与截流，有效控制上保护层开采过程中工作面瓦斯涌出，实现安全回采。

主权项：1.近距离薄煤层群上保护层开采邻近层卸压瓦斯抽采方法，其特征在于：根据煤岩体破碎前的应力、裂隙、渗透率之间的关系，建立卸压瓦斯三维渗流模型，并根据煤体渗透率的大小，利用卸压瓦斯三维渗流模型将被保护层下的煤层进行区域划分，针对不同区域采用不同的瓦斯抽采方式，以减少煤层中瓦斯涌出到上保护层工作面；将监测或计算得到的煤岩体参数赋值到卸压瓦斯三维渗流模型中，建立采场煤体渗透率分布的模型图，并根据模型图中煤体渗透率值分布情况，沿煤层埋深方向上划分出三维增渗区、水平增渗区及原始渗透区的范围；三维增渗区为被保护层渗流区段的近场，水平增渗区为被保护层渗流区段的远场，并根据被保护层的层位及埋深位置关系，确定出近场和远场内的煤层；对原始渗透区的煤层不进行瓦斯抽采，近场内的煤层采用大直径顺层定向钻孔全覆盖抽采卸压瓦斯；远场内的煤层采用穿层钻孔层间卸压抽采卸压瓦斯；卸压瓦斯三维渗流模型建立过程如下：裂隙的闭合或扩展受到正向应力影响，其裂隙承压闭合尺寸与正向应力的关系为： 其中，为正向应力；为裂隙初始刚度；为裂隙闭合尺寸；为裂隙破坏前的极限宽度；定义为裂隙宽度，则，根据单个裂隙渗透率与其裂隙宽度的平方成正比，即，将代入得： 其中，，为初始正应力；由于为常数，定义一个无量纲渗透率，得出： 初始应力状态下，，取值为0.25，当00.25，正向应力大于初始正应力，煤体渗透率降低；0.25时，正向应力小于初始正应力，煤体渗透率增大；由此建立三向应力状态下三维渗流模型为： 其中x方向为工作面走向方向，y方向为工作面倾向方向，z方向为煤层埋深方向；，，分别为沿xoy，xoz，yoz平面的无量纲渗透率；，，分别为沿x，y，z方向的地应力；，，分别为x，y，z方向的初始地应力；所述三维增渗区、水平增渗区及原始渗透区的划分方法为：在模型图中、、值均大于0.25的区域为三维增渗区，、等于原始值0.25，值仍大于0.25的区域为水平增渗区，其余区域为原始渗透区；所述大直径顺层定向钻孔全覆盖抽采卸压瓦斯为采用本煤层瓦斯抽采模式进行瓦斯抽采，利用定向钻机由运输巷向回风巷进行钻工施工，施工钻孔为全煤段钻孔，实现钻孔在该煤层两巷道对穿，对煤层进行卸压抽采；所述穿层钻孔层间卸压抽采卸压瓦斯为利用定向钻机进行钻孔施工，在最下部煤层底板巷向远场区段内的多煤层进行长钻孔穿层，对多个煤层同时进行卸压抽采。

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