一種上覆巨厚火成巖下煤層瓦斯的抽采方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤礦瓦斯防治技術(shù)，屬于礦井瓦斯防治領(lǐng)域，特別是涉及一種上覆巨厚火成巖下的煤層瓦斯抽采方法。
技術(shù)背景
[0002]瓦斯是煤礦井下有害氣體的總稱(chēng)，一般專(zhuān)指甲烷(CH4),主要存在于煤層與圍巖內(nèi)，具有可燃、可爆、使人窒息等性質(zhì)。上覆火成巖，尤其是在上覆巨厚火成巖(厚度
100m)的條件下開(kāi)采煤層，往往因巨厚火成巖的影響而使煤巖沖擊、煤與瓦斯突出、瓦斯爆炸、燃燒與窒息等災(zāi)害頻繁發(fā)生。隨著開(kāi)采深度不斷向下延伸，埋藏在地層深部的火成巖對(duì)煤層開(kāi)采影響越來(lái)越嚴(yán)重，安全威脅越來(lái)越大。
[0003]上覆巨厚火成巖下煤層瓦斯具有如下特點(diǎn):
I)采空區(qū)和鄰近煤層的瓦斯容易通過(guò)孔隙與裂隙通道向離層區(qū)域聚集。
[0004]2)回采工作面和上隅角瓦斯?jié)舛热菀壮蕖?br>[0005]3)巨厚火成巖在采后起“復(fù)合固支梁”作用，使兩端承受火成巖的自重和上部巖層的重力及彎矩力，易使兩端煤層出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，形成高應(yīng)力區(qū)，協(xié)同地應(yīng)力和瓦斯壓力的耦合作用，容易誘發(fā)煤與瓦斯突出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種可以有效的防止回采工作面和上隅角瓦斯?jié)舛瘸薜纳细簿藓窕鸪蓭r下煤層瓦斯抽采方法，本發(fā)明具有施工成本低、預(yù)抽時(shí)間短和安全管理方便等優(yōu)點(diǎn)。
[0007]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案包括如下步驟:
1)在回采工作面的回風(fēng)平巷底板上，沿回風(fēng)平巷走向方向每隔一段距離，垂直于回風(fēng)平巷掘一直通煤層頂板的聯(lián)絡(luò)巷道，在聯(lián)絡(luò)巷道達(dá)到煤層頂板后，再沿平行于回風(fēng)平巷方向掘一高位鉆場(chǎng)；
2)根據(jù)回采工作面上隅角瓦斯?jié)舛葌鞲衅黠@示的瓦斯?jié)舛却笮∏闆r，在每個(gè)高位鉆場(chǎng)內(nèi)施工3?15個(gè)高位鉆孔，且高位鉆孔的終孔位置位于巨厚火成巖下的離層區(qū)域和裂隙帶區(qū)域；
3)對(duì)每個(gè)高位鉆孔進(jìn)行封孔處理，并用支管連接到瓦斯抽采管路中；
4)啟動(dòng)瓦斯抽采泵，抽采采空區(qū)中裂隙帶和離層區(qū)域所富集的瓦斯。
[0008]上述的上覆巨厚火成巖下煤層瓦斯的抽采方法中，步驟I)中相鄰的兩個(gè)高位鉆場(chǎng)間的距離為80?90m。
[0009]上述的上覆巨厚火成巖下煤層瓦斯的抽采方法中，步驟2)中相鄰兩個(gè)高位鉆場(chǎng)間高位鉆孔的壓茬距離為25-35m。
[0010]上述的上覆巨厚火成巖下煤層瓦斯的抽采方法中，步驟I)中高位鉆場(chǎng)的尺寸為
2.3mX 4mX 6m。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明不需要施工專(zhuān)門(mén)的底板巖巷，克服了傳統(tǒng)的底板巖巷網(wǎng)格式上向穿層鉆孔抽采方法施工巷道工程量大、投資成本高、施工周期長(zhǎng)的缺陷；本發(fā)明采用高位鉆孔抽采法對(duì)瓦斯進(jìn)行抽采，有效防止了回采工作面與上隅角瓦斯?jié)舛瘸?；本發(fā)明的高位鉆孔終孔位置位于采空區(qū)上方的裂隙帶和離層區(qū)域內(nèi)，使得每個(gè)高位鉆孔的瓦斯抽采濃度最大化；本發(fā)明具有施工成本低、預(yù)抽時(shí)間短和安全管理方便優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是上覆巨厚火成巖下煤層開(kāi)采過(guò)程中采空區(qū)三帶發(fā)展與瓦斯運(yùn)移剖面示意圖。
[0013]圖2是上覆巨厚火成巖下工作面高位鉆場(chǎng)中高位鉆孔布置平面示意圖。
[0014]圖中:1 一煤層；2—回采工作面；3—采空區(qū)；4一瓦斯；5—裂隙帶；6—離層區(qū)域；7—離層區(qū)域在傾斜方向發(fā)展邊界；8—兩端高應(yīng)力集中區(qū)；9一巨厚火成巖；10 —回風(fēng)平巷；11 一進(jìn)風(fēng)平巷；12 —聞位鉆場(chǎng)；13 —聞位鉆孔；14一相鄰兩聞位鉆場(chǎng)間聞位鉆孔的壓巷距尚；15—瓦斯抽米管路；16—聯(lián)絡(luò)巷道。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0016]如圖1、2所示，煤層I上覆巨厚火成巖9時(shí)，在采動(dòng)下覆煤層I后，若采空區(qū)3使用全部垮落法管理頂板時(shí)，則煤層I上部巖層垮落至巨厚火成巖9的底板時(shí)終止，致使巨厚火成巖9的下方形成離層區(qū)域6。隨著工作面的不斷推進(jìn)，采空區(qū)3的懸空面積加大，由于巨厚火成巖9的阻擋作用，使下部采空區(qū)難以重新密實(shí)，孔隙與裂隙通道相當(dāng)發(fā)達(dá)。采空區(qū)3和鄰近煤層瓦斯容易通過(guò)孔隙與裂隙通道在離層區(qū)域6富集，容易使回采工作面2和上隅角瓦斯?jié)舛瘸蕖６?，巨厚火成巖在采后起“復(fù)合固支梁”作用，使兩端承受巨厚火成巖9的自重和上部巖層的重力及彎矩力，易使兩端煤層出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，形成兩端高應(yīng)力集中區(qū)8，協(xié)同地應(yīng)力和瓦斯壓力的耦合作用，容易誘發(fā)煤與瓦斯突出。因此，煤層開(kāi)采前須嚴(yán)格按照我國(guó)《煤與瓦斯突出防治規(guī)定》中的兩個(gè)“四位一體”。
[0017]為了防止回采工作面2和上隅角的瓦斯?jié)舛炔怀?，則對(duì)采空區(qū)3的瓦斯4進(jìn)行抽采處理。采空區(qū)3的瓦斯抽采方法很多，但在上覆巨厚火成巖條件下，采空區(qū)3的裂隙帶5及離層區(qū)域6富集大量瓦斯4，則適宜選擇高位鉆孔抽采法。其具體步驟如下:
I)在回采工作面2的回風(fēng)平巷10的底板上，沿回風(fēng)平巷10的走向方向每隔80?90m的距離，垂直于回風(fēng)平巷10掘一聯(lián)絡(luò)巷道16，聯(lián)絡(luò)巷道16連通回風(fēng)平巷10和煤層的頂板；在聯(lián)絡(luò)巷道16掘至煤層頂板后，再掘一個(gè)2.3mX4mX6m的平行于平巷10的高位鉆場(chǎng)12。
[0018]2)根據(jù)回采工作面2上隅角瓦斯?jié)舛葌鞲衅黠@示的瓦斯?jié)舛却笮∏闆r，在高位鉆場(chǎng)12內(nèi)施工3?15個(gè)高位鉆孔13，高位鉆孔13的終孔位置位于采空區(qū)3上方的裂隙帶5和離層區(qū)域6內(nèi)。相鄰兩個(gè)高位鉆場(chǎng)12間的高位鉆孔13壓茬距離為30m。
[0019]3)對(duì)每個(gè)高位鉆孔13進(jìn)行封孔處理，并用支管連接到瓦斯抽采管路15中。
[0020]4)啟動(dòng)瓦斯抽采泵，抽采空區(qū)3中裂隙帶5和離層區(qū)域6所富集的瓦斯。瓦斯通過(guò)高位鉆孔13源源不斷進(jìn)入瓦斯抽采管路15中，避免了采空區(qū)3的瓦斯4在風(fēng)流作用下涌入回采工作面2和上隅角，確保安全、高效開(kāi)采。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種上覆巨厚火成巖下煤層瓦斯的抽采方法，包括如下步驟: 1)在回采工作面的回風(fēng)平巷底板上，沿回風(fēng)平巷走向方向每隔一段距離，垂直于回風(fēng)平巷掘一直通煤層頂板的聯(lián)絡(luò)巷道，在聯(lián)絡(luò)巷道達(dá)到煤層頂板后，再沿平行于回風(fēng)平巷方向掘一高位鉆場(chǎng)； 2)根據(jù)回采工作面上隅角瓦斯?jié)舛葌鞲衅黠@示的瓦斯?jié)舛却笮∏闆r，在每個(gè)高位鉆場(chǎng)內(nèi)施工3?15個(gè)高位鉆孔，且高位鉆孔的終孔位置位于巨厚火成巖下的離層區(qū)域和裂隙帶區(qū)域； 3)對(duì)每個(gè)高位鉆孔進(jìn)行封孔處理，并用支管連接到瓦斯抽采管路中； 4)啟動(dòng)瓦斯抽采泵，抽采采空區(qū)中裂隙帶和離層區(qū)域所富集的瓦斯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上覆巨厚火成巖下煤層瓦斯的抽采方法，步驟I)中相鄰的兩個(gè)高位鉆場(chǎng)間的距離為80?90m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上覆巨厚火成巖下煤層瓦斯的抽采方法，步驟I)中的高位鉆場(chǎng)的尺寸為2.3m X 4m X 6m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上覆巨厚火成巖下煤層瓦斯的抽采方法，步驟2)中相鄰兩個(gè)高位鉆場(chǎng)間的高位鉆孔壓茬距離為25-35m。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種上覆巨厚火成巖下的煤層瓦斯抽采方法，包括如下步驟：1）在回采工作面的回風(fēng)平巷底板上沿回風(fēng)平巷走向方向掘多個(gè)直通煤層頂板的聯(lián)絡(luò)巷道，在聯(lián)絡(luò)巷道達(dá)到煤層頂板后，再沿平行于回風(fēng)平巷方向掘一高位鉆場(chǎng)；2）根據(jù)回采工作面上隅角瓦斯?jié)舛葌鞲衅黠@示的瓦斯?jié)舛?，在每個(gè)高位鉆場(chǎng)內(nèi)施工高位鉆孔，且高位鉆孔的終孔位置位于離層區(qū)域和裂隙帶區(qū)域；3）對(duì)每個(gè)高位鉆孔封孔，并用支管連接到瓦斯抽采管路中；4）啟動(dòng)瓦斯抽采泵，抽采采空區(qū)中裂隙帶和離層區(qū)域的瓦斯。發(fā)明使得每個(gè)高位鉆孔的瓦斯抽采濃度能夠最大化，有效防止回采工作面與上隅角的瓦斯?jié)舛瘸?；發(fā)明具有施工成低、預(yù)抽時(shí)間短和安全管理方便等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】E21F7-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104564127
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510072789
【發(fā)明人】羅文柯, 施式亮, 李潤(rùn)求
【申請(qǐng)人】湖南科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2015年2月12日