單一低透氣性突出煤層沿空留巷與預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯方法
【專利摘要】一種單一低透氣性突出煤層沿空留巷與預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯抽采方法，涉及礦井支護(hù)與瓦斯抽采領(lǐng)域。在工作面的進(jìn)風(fēng)順槽和回風(fēng)順槽上向本工作面沿煤層傾向平行鉆出多道順層鉆孔，使用氣動(dòng)瓦斯抽采裝置進(jìn)行瓦斯抽采；在本工作面運(yùn)輸順槽下向沿煤層傾向的順層鉆孔抽采鄰近工作面煤層瓦斯并與抽采管路連通對(duì)鄰近工作面區(qū)域煤層進(jìn)行瓦斯抽采；抽采結(jié)束后對(duì)工作面中的煤層進(jìn)行回采；繼續(xù)抽采直至結(jié)束，重復(fù)上述步驟直至完成煤層的開(kāi)采。其實(shí)現(xiàn)無(wú)煤柱開(kāi)采，提高煤炭回收率，且節(jié)省了總的瓦斯抽采時(shí)間，提高瓦斯抽采效果，實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯共采。
【專利說(shuō)明】單一低透氣性突出煤層沿空留巷與預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤層瓦斯抽采方法，尤其是一種適用于提高被保護(hù)區(qū)段開(kāi)采區(qū)域內(nèi)瓦斯預(yù)抽時(shí)間的單一低透氣性突出煤層沿空留巷與預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)高瓦斯低透氣性煤層分布廣泛。對(duì)于煤層群賦存條件而言，合理選擇瓦斯含量小、安全隱患可控的保護(hù)層開(kāi)采，利用巖層移動(dòng)引起的卸壓增透效應(yīng)，使吸附瓦斯充分解吸為游離瓦斯并實(shí)施抽采，在瓦斯充分抽采的基礎(chǔ)上再進(jìn)行煤層群的規(guī)?；_(kāi)采，是煤礦防治瓦斯災(zāi)害行之有效的方法。該方法目前在淮南等礦區(qū)得到了深入地推廣應(yīng)用，取得了十分明顯的效果。但是對(duì)于單一低透氣性煤層，只能采取預(yù)抽煤層瓦斯的區(qū)域防突措施。預(yù)抽煤層瓦斯作為區(qū)域性防突措施，于20世紀(jì)70年代以來(lái)首先在撫順、中梁山和北票取得成功，成為單一煤層開(kāi)采礦區(qū)首選的防突措施。
[0003]對(duì)于單一低透氣煤與瓦斯突出礦井、沖擊地壓礦井來(lái)說(shuō)，不僅巷道掘進(jìn)速度慢，而且在施工過(guò)程中，極易發(fā)生煤與瓦斯突出、沖擊地壓，嚴(yán)重威脅安全生產(chǎn)。為了使下區(qū)段回風(fēng)巷處于卸壓帶內(nèi)，通常采用沿空掘巷，但沿空掘巷必須在鄰近工作面采完和采空區(qū)頂板巖層活動(dòng)大體穩(wěn)定以進(jìn)行，并且下區(qū)段另一條巷道(運(yùn)輸順槽或回風(fēng)順槽)，需要實(shí)施頂(或底)抽巷，并通過(guò)穿層鉆孔提前預(yù)抽，解除煤巷設(shè)計(jì)掘進(jìn)范圍內(nèi)的煤層瓦斯，消除煤與瓦斯突出危險(xiǎn)后才能安全掘進(jìn)。該措施需要施工大量的巖石巷道，對(duì)礦井運(yùn)輸提升系統(tǒng)造成比較大的壓力?；夭晒ぷ髅嫠统龊?，要想達(dá)到消除煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的目標(biāo)，往往還要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的連續(xù)抽采，造成從煤巷開(kāi)始掘進(jìn)到工作面預(yù)抽達(dá)標(biāo)，往往需要I?2年、甚至更長(zhǎng)的時(shí)間，使得突出礦井采掘接替更為緊張。隨著礦井開(kāi)采深度的逐步加大，煤層瓦斯含量和壓力逐步升高，這一問(wèn)題將更為明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問(wèn)題:本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中的不足之處，提出一種步驟簡(jiǎn)單，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，效率高的單一低透氣性突出煤層沿空留巷與預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯抽采方法。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明的單一低透氣性突出煤層沿空留巷與預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯抽采方法，包括以下步驟:
a.在采煤工作面前方的進(jìn)風(fēng)順槽和回風(fēng)順槽兩側(cè)交替沿煤層傾向平行鉆出多排多條搭接的順層鉆孔，用封孔管對(duì)順層鉆孔進(jìn)行封孔，并連接瓦斯抽采管網(wǎng)，進(jìn)行瓦斯抽采；
b.在工作面的進(jìn)風(fēng)順槽下向沿鄰近工作面中的煤層傾向平行鉆出多道順層鉆孔，順層鉆孔穿出鄰近工作面進(jìn)風(fēng)順槽及鄰近工作面開(kāi)切眼以外大于15m的距離，鉆孔完畢后使用封孔管對(duì)順層鉆孔進(jìn)行封孔，將瓦斯抽采裝置的匯流管連接封孔管，并與抽采管路連通對(duì)鄰近工作面區(qū)域煤層進(jìn)行瓦斯抽采；
c.當(dāng)工作面中煤層殘余瓦斯含量降至8m3/t以下或殘余瓦斯壓力降到0.74MPa以下時(shí)結(jié)束抽采，抽采結(jié)束后對(duì)工作面中的煤層進(jìn)行回采，此回采期間，鄰近工作面中繼續(xù)瓦斯抽采，從而增加鄰近工作面的瓦斯抽采時(shí)間，所述回采是對(duì)運(yùn)輸順槽后預(yù)留的煤柱進(jìn)行實(shí)施無(wú)煤柱沿空留巷法采掘，并采用高水材料或膏體材料進(jìn)行沿空留巷巷旁充填；
d.繼續(xù)抽采鄰近工作面瓦斯直至煤層殘余瓦斯含量降至8m3/t以下或殘余瓦斯壓力降到0.74MPa以下，結(jié)束鄰近工作面的瓦斯抽采；
e.重復(fù)上述步驟挖掘新的采煤工作面，進(jìn)行新工作面回采和下一個(gè)工作面的瓦斯抽采，直至完成煤層的開(kāi)采。
[0006]所述工作面瓦斯抽放鉆孔的封孔長(zhǎng)度不低于IOm ;所述順層鉆孔的孔底交叉距離不少于10m，順層鉆孔間距和排距為I m?4m，順層鉆孔的直徑為70mm?130臟。
[0007]有益技術(shù)效果:1、本發(fā)明可以不需要施工大量的巖石巷道，減少矸石排放；2、對(duì)運(yùn)輸順槽后預(yù)留的煤柱進(jìn)行實(shí)施無(wú)煤柱沿空留巷法采掘，實(shí)現(xiàn)無(wú)煤柱開(kāi)采，提高煤炭回收率；3、相鄰工作面的煤層與本工作面的煤層同時(shí)抽采瓦斯，從而延長(zhǎng)相鄰工作面煤層的瓦斯抽放時(shí)間，節(jié)省了總的瓦斯抽采時(shí)間，提高瓦斯抽采效果，實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯共采；4、緩解突出煤層采掘接替緊張，提高工作面產(chǎn)量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本發(fā)明單一低透氣性突出煤層沿空留巷與預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯抽采方法示意圖。
[0009]圖中:1-工作面，2-回風(fēng)順槽，3-進(jìn)風(fēng)順槽，4-未采區(qū)，5-采空區(qū)，6-順層鉆孔，7-鄰近工作面，8-巷旁支護(hù)體，9-鄰近工作面進(jìn)風(fēng)順槽，10-鄰近工作面開(kāi)切眼。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖1所示，本發(fā)明的單一低透氣性突出煤層沿空留巷與預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯方法，其包括在采煤區(qū)挖掘出進(jìn)風(fēng)順槽3、回風(fēng)順槽2從而形成工作面1，并在工作面I后方挖掘出開(kāi)切眼從而組成U型工作面，其中工作面I的風(fēng)順槽3 —側(cè)為未采區(qū)4，工作面I的回風(fēng)順槽2 —側(cè)為鄰近工作面7 ;還包括如下步驟:
a.在采煤工作面I前方的進(jìn)風(fēng)順槽3和回風(fēng)順槽2兩側(cè)交替沿煤層傾向平行鉆出多排多條搭接的順層鉆孔6，用封孔管對(duì)順層鉆孔6進(jìn)行封孔，并連接瓦斯抽采管網(wǎng)，進(jìn)行瓦斯抽采；
b.在工作面I的進(jìn)風(fēng)順槽3下向沿鄰近工作面7中的煤層傾向平行鉆出多道順層鉆孔6，順層鉆孔6穿出鄰近工作面7進(jìn)風(fēng)順槽3及鄰近工作面開(kāi)切眼10以外大于15m的距離，鉆孔完畢后使用封孔管對(duì)順層鉆孔6進(jìn)行封孔，將瓦斯抽采裝置的匯流管連接封孔管，并與抽采管路連通對(duì)鄰近工作面7區(qū)域煤層進(jìn)行瓦斯抽采；
c.當(dāng)工作面I中煤層殘余瓦斯含量降至8m3/t以下或殘余瓦斯壓力降到0.74MPa以下時(shí)結(jié)束抽采，抽采結(jié)束后對(duì)工作面I中的煤層進(jìn)行回采，所述回采中在采空區(qū)5上設(shè)有巷旁支護(hù)體8，此回采期間，鄰近工作面7中繼續(xù)瓦斯抽采，從而增加鄰近工作面7的瓦斯抽采時(shí)間，所述回采是對(duì)運(yùn)輸順槽后預(yù)留的煤柱進(jìn)行實(shí)施無(wú)煤柱沿空留巷法采掘，并采用高水材料或膏體材料進(jìn)行沿空留巷巷旁充填；
d.繼續(xù)抽采鄰近工作面7瓦斯直至煤層殘余瓦斯含量降至8m3/t以下或殘余瓦斯壓力降到0.74MPa以下，結(jié)束鄰近工作面7的瓦斯抽采； e.重復(fù)上述步驟挖掘新的采煤工作面，進(jìn)行新工作面回采和下一個(gè)工作面的瓦斯抽采，直至完成所有煤層的開(kāi)采。
[0011]所述瓦斯抽放鉆孔的封孔長(zhǎng)度不低于10m。
[0012]所述順層鉆孔6的孔底交叉距離不少于10m，順層鉆孔6間距和排距為I m?4m，順層鉆孔6的直徑為70mm?130mm。
【權(quán)利要求】
1.一種單一低透氣性突出煤層沿空留巷與預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯抽采方法，其特征在于:所述巷道支護(hù)與瓦斯抽采方法包括以下步驟: a.在采煤工作面(I)前方的進(jìn)風(fēng)順槽(3)和回風(fēng)順槽(2)兩側(cè)交替沿煤層傾向平行鉆出多排多條搭接的順層鉆孔(6)，用封孔管對(duì)順層鉆孔(6)進(jìn)行封孔，并連接瓦斯抽采管網(wǎng)，進(jìn)行瓦斯抽采； b.在工作面(I)的進(jìn)風(fēng)順槽(3)下向沿鄰近工作面(7)中的煤層傾向平行鉆出多道順層鉆孔(6)，順層鉆孔(6)穿出鄰近工作面(7)進(jìn)風(fēng)順槽(3)及鄰近工作面開(kāi)切眼(10)以外大于15m的距離，鉆孔完畢后使用封孔管對(duì)順層鉆孔(6)進(jìn)行封孔，將瓦斯抽采裝置的匯流管連接封孔管，并與抽采管路連通對(duì)鄰近工作面(7)區(qū)域煤層進(jìn)行瓦斯抽采； c.當(dāng)工作面(I)中煤層殘余瓦斯含量降至8m3/t以下或殘余瓦斯壓力降到0.74MPa以下時(shí)結(jié)束抽采，抽采結(jié)束后對(duì)工作面(I)中的煤層進(jìn)行回采，此回采期間，鄰近工作面(7)中繼續(xù)瓦斯抽采，從而增加鄰近工作面(7)的瓦斯抽采時(shí)間，所述回采是對(duì)運(yùn)輸順槽后預(yù)留的煤柱進(jìn)行實(shí)施無(wú)煤柱沿空留巷法采掘，并采用高水材料或膏體材料進(jìn)行沿空留巷巷旁充填； d.繼續(xù)抽采鄰近工作面(7)瓦斯直至煤層殘余瓦斯含量降至8m3/t以下或殘余瓦斯壓力降到0.74MPa以下，結(jié)束鄰近工作面(7)的瓦斯抽采； e.重復(fù)上述步驟挖掘新的采煤工作面，進(jìn)行新工作面回采和下一個(gè)工作面的瓦斯抽采，直至完成煤層的開(kāi)采。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單一低透氣性突出煤層沿空留巷與預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯抽采方法，其特征在于:所述瓦斯抽放鉆孔的封孔長(zhǎng)度不低于10m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單一低透氣性突出煤層沿空留巷與預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯抽采方法，其特征在于:所述順層鉆孔(6)的孔底交叉距離不少于10m，順層鉆孔(6)間距和排距為I m?4m,順層鉆孔(6)的直徑為70mm?130mm。
【文檔編號(hào)】E21C41/16GK103670496SQ201310670656
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】王襄禹, 陳勇, 柏建彪, 徐營(yíng), 李學(xué)臣, 趙社會(huì), 王猛 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)