成果简介：

基于高瓦斯突出矿井对地面钻井抽采采动卸压瓦斯技术的迫切需求，提出了地面钻井抽采被保护层卸压瓦斯消突、地面钻井控制单一煤层卸压瓦斯流场的两种模式，具有可靠性强、效率高和安全性好的特点。围绕两种技术模式，发明了防剪切破断的钻井井身结构及系列提高井身稳定性的技术方法，揭示了地面钻井产气量“快增慢减”的变化机制，并发明了气－液相间歇循环压注增透增产和井底增阻提高被保护层采动卸压瓦斯流量的技术方法，大幅度提高了钻井抽采后期的卸压瓦斯抽采流量和被保护层卸压瓦斯抽采量。

核心技术获得4项国家专利授权，并荣获“2011年度国家科技进步二等奖”。研究

成果在神华宁煤集团乌兰煤矿和靖远煤业集团魏家地煤矿等矿区推广应用，其中乌兰煤矿应用本技术首次实现了被保护层卸压瓦斯完全由地面钻井抽采，单井最大总产气量达356万 m3，最长抽采期高达770天，远期增收主焦煤2000万吨以上；魏家地煤矿地面钻井取代了顶板巷抽采，工作面瓦斯涌出量降低了50％以上。

技术特点：

（1）地面采动钻井取代井下卸压瓦斯抽放巷道或采空区瓦斯抽放巷道，安全性高，管理方便，且施工不受空间和时间的限制；

（2）发明了防剪切破断的井身结构：生产套管采用整管结构，与固井套管之间留设“缓冲容移间距”，筛管段采用了“套管强化技术”，有效提高了井身稳定性；

（3）揭示了钻井产气量“快增慢减”的变化机制，为确定最佳布井参数等提供了

理论依据；基于卸压煤层及采空区的瓦斯流量计算模型，可有效评价钻井抽采卸压瓦斯消突效果；

（4）气－液相间歇循环压注增透增产技术可提高钻井抽采后期的卸压瓦斯抽采流量，延长钻井抽采期；井底增阻法可大幅度提高被保护层卸压瓦斯抽采量，显著增强被保护层的消突效果。 

知识产权及获奖情况：

本项技术具有自主知识产权，申请专利5项，其中4项已获得授权，专利申报情况如下：

a) 一种用于瓦斯抽采的地面钻井井身结构（发明），专利号：ZL ***，已授权；

b) 一种提高地面钻井抽采采动卸压瓦斯量的方法（发明），专利号：ZL

***，已授权；

c) 地面钻井穿煤层的筛管（实用新型），专利号：***，已授权；

d) 一种测定瓦斯抽采流量的装置（实用新型），专利号：***，已授权；

e) 一种用于瓦斯抽采钻井增产的系统及其方法（发明），专利号：***，实质审查。

本项目已进行了技术鉴定，并获得如下科技奖励：

a) 高瓦斯突出煤层群保护层开采与地面钻井抽采卸压瓦斯关键技术. 2011年度国

家科学技术进步二等奖；

b) 地面钻井抽采高瓦斯突出煤层群保护层开采卸压瓦斯关键技术. 2010年中国煤

炭工业科学技术一等奖。

应用前景：

目前，采动卸压区钻井抽采瓦斯已日趋成熟，在淮南、淮北、铁法、呼鲁斯太以及晋城等矿区开展了应用。随着我国煤矿采深的不断增大，瓦斯灾害更加严重，大部分低瓦斯矿井将会升级为高瓦斯或煤与瓦斯突出矿井。由于具有安全性好、抽采效率高以及抽采的瓦斯便于利用等优点，采动卸压区钻井抽采技术可在我国大部分高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井进行推广应用。项目达产能力显著，投资回收期短，投资回报率高。

应用情况：

一、地面钻井抽采被保护层卸压瓦斯消突模式应用：2006年至2010年，该技术模式在神华宁夏煤业集团乌兰煤矿开展了应用，试验区域钻井总产气量为1513 万 m3，单井最大总产气量为356 万 m3，单井最大日产气量达到24826 m3，当钻井抽采浓度低于20％后实施“井底增阻法”，瓦斯浓度和纯瓦斯流量分别提高1倍和***倍；被保护层的瓦斯抽采率超过65％，残余瓦斯压力低于*** MPa，彻底消除了被保护层的突出危险性；被保护层工作面回采期间平均瓦斯涌出量仅为*** m3/min，平均回风瓦斯浓度仅为***％。

二、地面钻井控制单一煤层卸压瓦斯流场模式应用：2012年至2013年，该技术模式在靖远煤业集团魏家地煤矿进行了推广应用，试验区域内平均单井总产气量超过120万m3，单井最大日产气量达到26266 m3；实施气－液相组合处理方法后，瓦斯流量由***m3/min 上升至*** m3/min，并维持高流量抽采期74天以上，累计增产纯瓦斯106904 m3；地面钻井取代了传统的顶板瓦斯抽采巷，回风瓦斯浓度降低至***％左右，取得了显著的抽采效果。