高層位前后式鉆孔采空區(qū)抽采結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種煤礦瓦斯抽放結(jié)構(gòu)，具體為一種高層位前后式鉆孔采空區(qū)抽采結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，為有效降低采煤工作面采空區(qū)瓦斯對煤礦安全生產(chǎn)的制約，各煤業(yè)集團(tuán)、礦井及煤炭科學(xué)研宄單位對采煤工作面采空區(qū)瓦斯治理技術(shù)進(jìn)行了大量研宄。主要采取技術(shù)手段有:通過增加采空區(qū)密閉強(qiáng)度降低采空區(qū)瓦斯外溢、增加采空區(qū)瓦斯抽放方式和方法提升采空區(qū)瓦斯抽放效率。
[0003]通過增加采空區(qū)密閉強(qiáng)度的技術(shù)手段主要是從“封堵”瓦斯環(huán)節(jié)降低采空區(qū)瓦斯外溢，屬于采空區(qū)瓦斯抑制技術(shù)，不能達(dá)到治理采空區(qū)瓦斯的根本目的。增加采空區(qū)瓦斯抽放方式和方法主要是從“抽排”角度治理采空區(qū)瓦斯，是采空區(qū)瓦斯治理的“根本方法”，同時(shí)也是目前礦井采空區(qū)瓦斯治理的主要發(fā)展方向。
[0004]煤礦在上層綜采工作面回采過程中，采空區(qū)瓦斯的大量涌出是造成上隅角及采面回風(fēng)巷瓦斯高值的主要原因，導(dǎo)致采面上隅角、工作面瓦斯?jié)舛冉?jīng)常處于預(yù)警臨界狀態(tài)，嚴(yán)重制約了礦井安全生產(chǎn)。我礦采用抽放手段治理采空區(qū)瓦斯的方法以“采空區(qū)閉墻埋管抽放”、“地面采空區(qū)抽放鉆井”、“高位鉆孔抽采”三位一體采空區(qū)瓦斯抽采技術(shù)。通過以上三種方法可以起到降低采面上隅角、工作面瓦斯?jié)舛?，但仍存在一系列問題，比如:1、采用密閉埋管進(jìn)行采空區(qū)瓦斯抽放，但受工作面回采前期采空區(qū)垮落不完全、抽采范圍局限等原因，表現(xiàn)為抽采濃度低，抽采負(fù)壓不集中，導(dǎo)致采空區(qū)瓦斯抽放效果不明顯；2、采用地面抽放鉆井時(shí)，當(dāng)采空區(qū)推進(jìn)揭露及超過域地面鉆井覆蓋時(shí)抽放瓦斯?jié)舛炔环€(wěn)定，呈驟升驟減趨勢，采空區(qū)推進(jìn)超過鉆井有效范圍以后，地面鉆井的瓦斯?jié)舛冗_(dá)到最低點(diǎn)，迫使關(guān)閉鉆井；3、采用高位鉆孔抽采時(shí)，采空區(qū)瓦斯抽放量較低，鉆孔施工地點(diǎn)分散，施工工期較長，且不便于管理及數(shù)據(jù)觀測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型為了解決降低采面上隅角、工作面瓦斯?jié)舛鹊膯栴}，提供了一種高層位前后式鉆孔采空區(qū)抽采結(jié)構(gòu)。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，一種高層位前后式鉆孔采空區(qū)抽采結(jié)構(gòu)，包括工作面、采空區(qū)，兩側(cè)的第一進(jìn)風(fēng)順槽和第二進(jìn)風(fēng)順槽，一個(gè)回風(fēng)順槽，以及回風(fēng)順槽和第二進(jìn)風(fēng)順槽之間的聯(lián)絡(luò)橫j 11，在聯(lián)絡(luò)橫j 11上中部連接有巖石斜巷，巖石斜巷為向上30 °的傾角，巖石斜巷末端連接抽采鉆場，在抽采鉆場內(nèi)呈放射狀布置若干鉆孔。
[0007]抽采鉆場規(guī)格為:寬4米、高2.5米、長6米，巖石斜巷規(guī)格為:寬2米、高2.5米、長26米。在抽采鉆場內(nèi)呈放射狀布置共16個(gè)鉆孔，開孔高度均為1.5米，傾角為3.31°?8.4°，鉆孔深度54?138米，鉆孔孔徑均為94mm，鉆孔末端連接抽放管并用封孔裝置封孔，封孔長度不少于6米。鉆孔方位角從左至右為187°?337°，平均鉆孔深度為109.7米，封孔裝置為水泥注漿和膨脹劑混合物。鉆孔孔口抽采負(fù)壓不小于5KPa。高層位前后式鉆孔控制區(qū)域?qū)挾葹榫C采工作面方向距上隅角50米范圍內(nèi)，控制區(qū)域長度為采面順槽高抽鉆場前后300米范圍內(nèi)。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述的結(jié)構(gòu)是在綜采工作面回風(fēng)順槽橫川內(nèi)爬坡施工距3#煤層頂板12米的高抽鉆場，并在高抽鉆場內(nèi)向綜采工作面頂板區(qū)域布置高層位前后式抽采鉆孔，隨著工作面推進(jìn)逐個(gè)揭露鉆孔后，通過連接井下抽放管路產(chǎn)生負(fù)壓進(jìn)行采空區(qū)瓦斯抽采，改變了高濃度瓦斯向巷道空間流動的流場分布狀況，使上隅角處的瓦斯?jié)舛冉抵?.3%以下，從而解決了上分層綜采工作面上隅角及回風(fēng)巷瓦斯超限問題。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2為巖石斜巷的結(jié)構(gòu)圖；
[0011]圖中:1_采空區(qū)、2-第一進(jìn)風(fēng)順槽、3-工作面、4-第二進(jìn)風(fēng)順槽、5-回風(fēng)順槽、6-聯(lián)絡(luò)橫川、7-巖石斜巷、8-抽米鉆場、9-煤層。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1所示意，一種高層位前后式鉆孔采空區(qū)抽采結(jié)構(gòu)，包括工作面3、采空區(qū)1，兩側(cè)的第一進(jìn)風(fēng)順槽2和第二進(jìn)風(fēng)順槽4，一個(gè)回風(fēng)順槽5，以及回風(fēng)順槽5和第二進(jìn)風(fēng)順槽4之間的聯(lián)絡(luò)橫川6，在聯(lián)絡(luò)橫川6上中部連接有巖石斜巷7，巖石斜巷7為向上30°的傾角，巖石斜巷7末端連接抽采鉆場8，在抽采鉆場內(nèi)呈放射狀布置若干鉆孔。
[0013]如圖2所示意，抽采鉆場8規(guī)格為:寬4米、高2.5米、長6米，巖石斜巷7規(guī)格為:寬2米、高2.5米、長26米。
[0014]如圖1所示意，在抽采鉆場8內(nèi)呈放射狀布置共16個(gè)鉆孔，開孔高度均為1.5米，傾角為3.31°?8.4°，鉆孔深度54?138米，鉆孔孔徑均為94mm，鉆孔末端連接抽放管并用封孔裝置封孔，封孔長度不少于6米。鉆孔方位角從左至右為187°?337°，平均鉆孔深度為109.7米，封孔裝置為水泥注漿和膨脹劑混合物。
[0015]本實(shí)用新型所述的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016](I)在高抽鉆場內(nèi)布置前后式高層位鉆孔，隨著工作面推進(jìn)至高抽鉆場位置時(shí)，前方高層位鉆孔揭露完畢，隨即可通過揭露在高抽鉆場內(nèi)提前施工的后方高層位鉆孔進(jìn)行采空區(qū)抽采，保證了整個(gè)回采工作面采空區(qū)瓦斯抽采的連續(xù)性。
[0017](2)鉆場后方高層位鉆孔理論上是鉆孔終孔位置全部落入采空區(qū)后才會出現(xiàn)高濃度瓦斯，但實(shí)際上只要形成鉆孔，可以抽放臨近層瓦斯，避免臨近層瓦斯大量涌入采空區(qū)。
[0018](3)通過利用高層位前后式鉆孔抽放采空區(qū)瓦斯，可以有效地解決工作面初采瓦斯問題，頂板走向鉆孔(高位鉆孔)不能發(fā)揮抽放效果時(shí)的瓦斯問題，使得工作面在初采期間即可進(jìn)行采空區(qū)瓦斯抽放。
[0019](4)全部鉆孔落入采空區(qū)后，大部分所有鉆孔濃度均保持在80%以上，但隨著工作面的推進(jìn)，中部的鉆孔濃度會逐漸降低(濃度10%左右)，服務(wù)時(shí)間不長。
[0020](5)采空區(qū)的瓦斯涌出量和積聚量也是有限的，由于高層位前后式鉆孔的連續(xù)抽采，會使采空區(qū)的瓦斯涌出量和積聚量大幅減少，從而，也會降低由于采空區(qū)矸石冒落而引起瓦斯爆炸事故的發(fā)生機(jī)率。
[0021](6)由于高層位前后式鉆孔的存在，給采空區(qū)瓦斯提供了一個(gè)直排通道(鉆孔均為高負(fù)壓)，進(jìn)而改變了高濃度瓦斯向回采工作面及上隅角后方老塘處流動的流場分布狀況，避免由于采空區(qū)瓦斯涌出造成的上隅角等地點(diǎn)發(fā)生瓦斯超限事故。
[0022](7)高層位前后式鉆孔布置在雙巷橫川之間，并且將每個(gè)鉆孔連接至密閉外，即使回采工作面推過以后，也便于管理，隨時(shí)監(jiān)測鉆孔瓦斯抽采參數(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高層位前后式鉆孔采空區(qū)抽采結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括工作面(3)、采空區(qū)(1)，兩側(cè)的第一進(jìn)風(fēng)順槽(2)和第二進(jìn)風(fēng)順槽(4)，一個(gè)回風(fēng)順槽(5)，以及回風(fēng)順槽(5)和第二進(jìn)風(fēng)順槽(4)之間的聯(lián)絡(luò)橫川(6)，在聯(lián)絡(luò)橫川(6)上中部連接有巖石斜巷(7)，巖石斜巷(7)為向上30°的傾角，巖石斜巷(7)末端連接抽采鉆場(8)，在抽采鉆場內(nèi)呈放射狀布置若干鉆孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高層位前后式鉆孔采空區(qū)抽采結(jié)構(gòu)，其特征在于:抽采鉆場(8)規(guī)格為:寬4米、高2.5米、長6米，巖石斜巷(7)規(guī)格為:寬2米、高2.5米、長26米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高層位前后式鉆孔采空區(qū)抽采結(jié)構(gòu)，其特征在于:在抽采鉆場(8)內(nèi)呈放射狀布置共16個(gè)鉆孔，開孔高度均為1.5米，傾角為3.31°?8.4°，鉆孔深度54?138米，鉆孔孔徑均為94mm，鉆孔末端連接抽放管并用封孔裝置封孔，封孔長度不少于6米。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種煤礦瓦斯抽放結(jié)構(gòu)，具體為一種高層位前后式鉆孔采空區(qū)抽采結(jié)構(gòu)。解決降低采面上隅角、工作面瓦斯?jié)舛鹊膯栴}。一種高層位前后式鉆孔采空區(qū)抽采結(jié)構(gòu)，包括工作面、 采空區(qū)，兩側(cè)的兩個(gè)進(jìn)風(fēng)順槽，一個(gè)回風(fēng)順槽，以及回風(fēng)順槽和進(jìn)風(fēng)順槽之間的聯(lián)絡(luò)橫川，在聯(lián)絡(luò)橫川上中部連接有巖石斜巷，巖石斜巷為向上30°的傾角，巖石斜巷末端連接抽采鉆場，在抽采鉆場內(nèi)呈放射狀布置若干鉆孔。改變了高濃度瓦斯向巷道空間流動的流場分布狀況，使上隅角處的瓦斯?jié)舛冉抵?.3%以下，從而解決了上分層綜采工作面上隅角及回風(fēng)巷瓦斯超限問題。
【IPC分類】E21F7-00
【公開號】CN204327172
【申請?zhí)枴緾N201420601564
【發(fā)明人】張學(xué)亮, 晉樹青, 賈智慧, 郭向兵, 閆敏, 李培洋
【申請人】山西晉城無煙煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年10月17日