大采高綜采工作面初采及回采期間瓦斯抽采鉆孔布置方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及井下瓦斯鉆孔抽采技術(shù)，具體為一種大采高綜采工作面初采及正常回采期間瓦斯抽采鉆孔布置方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高位鉆孔采空區(qū)瓦斯抽采技術(shù)作為治理采空區(qū)瓦斯的有效方法被廣泛應(yīng)用，但是大采高綜采工作面回采初期，煤層老頂未跨，頂板裂隙發(fā)育不完全，高位鉆孔不能發(fā)揮作用。但回采初期，由于生產(chǎn)工藝等因素造成采空區(qū)遺煤量大，采空區(qū)瓦斯涌出量相對大，除此之外，工作面下鄰近層的卸壓瓦斯存在涌向工作面和采空區(qū)的現(xiàn)象。針對大采高綜采工作面初采期間的瓦斯治理，主要通過風(fēng)排方式來解決，增大了風(fēng)排瓦斯壓力。因此需要一種能夠減少采空區(qū)瓦斯涌出量，減小風(fēng)排瓦斯壓力提高瓦斯抽采量及利用率的瓦斯抽采方法。
[0003]所述的大采高綜采工作面是指所針對厚度在6m左右煤層，正?；夭蓵r一次性采全高的工作面。所述大采高綜采工作面巷道布置成“三進(jìn)兩回”通風(fēng)系統(tǒng)，整個采煤區(qū)域由五條巷道、瓦斯專用回風(fēng)巷、切眼組成，所述五條巷道包括兩條回風(fēng)巷、兩條進(jìn)風(fēng)巷以及與一條位于回風(fēng)巷一側(cè)的輔助回風(fēng)巷；相鄰巷道之間有橫川相連，相鄰橫川間距40~65m。如圖1所示。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在優(yōu)化現(xiàn)有的大采高綜采工作面的采空區(qū)瓦斯抽采鉆孔布置方式，其目的是提高采空區(qū)瓦斯抽采量和利用率，減少采空區(qū)瓦斯涌出量，減小風(fēng)排瓦斯壓力。
[0005]本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種大采高綜采工作面初采及回采期間瓦斯抽采鉆孔布置方法，(1)在工作面瓦斯專用回風(fēng)巷布置低位鉆孔以抽采大采高綜采工作面初采期間的遺煤解析瓦斯；(2)在回風(fēng)側(cè)巷道橫川適當(dāng)位置用千米定向鉆機(jī)向上施工中位鉆孔以抽采工作面初采及正常回采期間的采空區(qū)瓦斯；(3)在回風(fēng)側(cè)巷道橫川適當(dāng)位置用千米定向鉆機(jī)向上施工高位鉆孔以抽采工作面正?；夭善陂g的采空區(qū)瓦斯；(4)布置底板攔截孔以抽采攔截下鄰近層卸壓瓦斯；隨著工作面的推進(jìn)，所述低位鉆孔、中位鉆孔、底板攔截孔、高位鉆孔依次發(fā)揮作用，直至共同作用抽采瓦斯。
[0006]工作面開始回采后低位孔、中位孔、高位孔依次發(fā)揮作用，底板攔截孔也發(fā)揮作用，能夠合理有效的抽采工作面初采及正?；夭善陂g的采空區(qū)瓦斯，實現(xiàn)鉆孔抽采采空區(qū)瓦斯的有效布置和順序銜接。
[0007]進(jìn)一步的，低位鉆孔的實施方式:低位鉆孔使用普通鉆機(jī)從瓦斯專用回風(fēng)巷向切眼頂板方向鉆孔，鉆孔的終孔層位在直接頂范圍內(nèi)，在切眼頂板上部6± lm，鉆孔長度30±2m，相鄰低位鉆孔間距10~20m ；
中位鉆孔實施方式:在回風(fēng)側(cè)巷道橫川適當(dāng)位置用千米定向鉆機(jī)向上施工中位鉆孔，中位鉆孔主要抽采老頂垮落前的采空區(qū)瓦斯，鉆孔層位布置在距離煤層頂板6~25m范圍內(nèi)，在橫向方向上布置在距離回風(fēng)側(cè)10~80m范圍內(nèi)，中位鉆孔水平段的長度120m±5m，相鄰中位鉆孔水平段的水平間距10~20m ;
高位鉆孔實施方式:在回風(fēng)側(cè)巷道橫川適當(dāng)位置用千米定向鉆機(jī)向上施工高位鉆孔，正?；夭蛇^程中，老頂垮落，頂板裂隙發(fā)育，鉆孔層位布置在距離煤層頂板5~10倍采高范圍內(nèi)，即距離煤層頂板25~60m范圍內(nèi)，高位鉆孔水平段的長度220 ± 5m，在橫向方向上布置在距離回風(fēng)側(cè)10~80m范圍內(nèi)，相鄰高位鉆孔的水平間距10~20m ;
底板攔截鉆孔實施方式:在回風(fēng)側(cè)巷道橫川適當(dāng)位置用千米定向鉆機(jī)向下施工底板攔截鉆孔，鉆孔層位距離下鄰近煤層頂板以上5±lm的位置，在橫向方向上布置在距離回風(fēng)側(cè)10~80m范圍內(nèi)，底板攔截鉆孔水平段的長度為200±5m，相鄰底板孔水平間距10~20m ;
所述高、中位鉆孔以及底板攔截鉆孔的水平段均與回風(fēng)側(cè)巷道保持平行；初次布置的高、中位鉆孔以及底板攔截鉆孔的水平段前端均延伸至切眼的上方；
所述適當(dāng)位置是指在鉆孔時選擇的橫川位置能夠使各鉆孔的水平段滿足上述各鉆孔的工藝以及現(xiàn)場條件要求；為了連續(xù)抽采采空區(qū)瓦斯，高位鉆孔、底板攔截鉆孔需連續(xù)布置，以使新的高位鉆孔以及底板攔截鉆孔的前端至少能夠延伸至前一次相應(yīng)鉆孔水平段的末端所在切面，實現(xiàn)采空區(qū)瓦斯連續(xù)不間斷抽采。
[0008]為了實現(xiàn)采空區(qū)瓦斯抽采的有序接替，高位鉆孔以及底板攔截鉆孔需沿工作面推進(jìn)方向連續(xù)布置，比如對于高位鉆孔，新布置的高位鉆孔的末端至少應(yīng)該超過前一次布置的高位鉆孔的水平段的始端位置，這樣才能夠保證鉆孔更替及瓦斯抽采連續(xù)。具體鉆孔的方法是采用現(xiàn)有的千米鉆機(jī)等相關(guān)裝置根據(jù)需要很容易實現(xiàn)的。抽采中真正起作用的是各鉆孔的水平段。
[0009]所述的初采是從工作面開始回采至老頂初次來壓這一時期為工作面初采時期，這一時期工作面推進(jìn)的距離為初采段。
[0010]所述的采空區(qū)瓦斯是工作面初采及回采過程中積聚在采空區(qū)的瓦斯，主要由采空區(qū)遺煤瓦斯、工作面煤壁及落煤瓦斯、下鄰近層卸壓瓦斯組成。
[0011]所述的低位鉆孔是指由于生產(chǎn)工藝等原因，大采高綜采工作面的切眼高度為3.8m左右，工作面在回采過程中由3.8m采高需要推進(jìn)一段距離過渡到6m大采高，此期間工作面遺煤量最大，遺煤解析瓦斯量大，針對遺煤瓦斯布置的抽采鉆孔為低位鉆孔。
[0012]所述的中位鉆孔是指針對初采期間，煤層老頂未來壓，頂板裂隙發(fā)育不完全，傳統(tǒng)高位鉆孔不能發(fā)揮作用的實際，針對此期間的采空區(qū)瓦斯布置的鉆孔稱為中位鉆孔。
[0013]所述的底板攔截鉆孔是指針對初采及回采期間，下鄰近層卸壓瓦斯涌向工作面及采空區(qū)的實際，抽采下鄰近層瓦斯的鉆孔為底板攔截鉆孔；對于工作面初采及回采過程中底板底鼓可能造成的底板攔截鉆孔閉合失效的問題，對底板攔截鉆孔采取篩管固孔措施。
[0014]本發(fā)明所述的布孔方法是指結(jié)合采空區(qū)瓦斯來源及不同時期瓦斯積聚位置的變化，通過布置低位鉆孔、中位鉆孔并配合高位鉆孔、底板攔截鉆孔，形成采空區(qū)瓦斯抽采鉆孔的合理布置、有序銜接。工作面初采及正?；夭蓵r，低位鉆孔首先發(fā)揮著作用，依次中位鉆孔、高位鉆孔；此外，底板攔截鉆孔抽采受采動影響的下鄰近層卸壓瓦斯。
[0015]本發(fā)明根據(jù)不同時期大采高工作面采空區(qū)瓦斯來源及積聚位置的不同，通過合理布置低位鉆孔、中位鉆孔、高位鉆孔、底板攔截鉆孔，實現(xiàn)鉆孔有序銜接抽采采空區(qū)來源瓦斯；高位、中位、低位鉆孔以及底板攔截鉆孔的布置方式以及布置時采用的相關(guān)工藝參數(shù)能夠有效提高瓦斯抽采量及利用率，減少采空區(qū)瓦斯涌出量，減小風(fēng)排瓦斯壓力，保證工作面回采不受瓦斯問題影響，并確保工作面生產(chǎn)安全。
【附圖說明】
[0016]圖1大采高綜采工作面巷道布置示意圖。
[0017]圖2低位鉆孔布置示意圖。
[0018]圖3低位鉆孔層位示意圖。
[0019]圖4中位鉆孔布置示意圖。
[0020]圖5中位鉆孔層位示意圖。
[0021 ]圖6高位鉆孔布置示意圖。
[0022]圖7尚位鉆孔層位不意圖。
[0023]圖8底板攔截鉆孔布置示意圖。
[0024]圖9底板攔截鉆孔層位布置示意圖。
[0025]圖10各鉆孔層位銜接示意圖。
【具體實施方式】
[0026]大采高綜采工作面巷道布置示意如圖1所示，一般布置成“三進(jìn)兩回”通風(fēng)系統(tǒng)，整個采煤區(qū)域由五條巷道、瓦斯專用回風(fēng)巷、切眼組成，相鄰巷道之間有橫川相連，橫川間距 40~65m。
[0027]低位鉆孔的【具體實施方式】:低位鉆孔較短，使用普通鉆機(jī)從瓦斯專用回風(fēng)巷向切眼頂板方向