CN102678166B - 单一厚煤层区域增透提高瓦斯抽采率的方法 - Google Patents

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单一厚煤层区域增透提高瓦斯抽采率的方法,属于提高瓦斯抽采率的方法。煤层工作面巷道掘进过程中,施工顺层瓦斯抽采钻孔,施工完毕后将护孔管送入瓦斯抽采钻孔内并进行密封,抽采煤体瓦斯;当巷道掘进长度不少于50m时,每隔0.3m~0.5m煤柱,用螺旋钻采煤机在煤层底部沿倾向进行钻采,形成宽度为1.0m~1.5m、高度为煤层厚度0.1~0.2倍的钻采孔;钻采孔形成后,煤体自下而上出现弯曲下沉,产生大量的裂隙,煤体透气性系数平均提高120倍以上,瓦斯抽采钻孔流量平均增加10倍以上,平均瓦斯抽采浓度大于55%。用采矿的方法实现高瓦斯低透气性单一厚煤层区域卸压,增透范围广,增透效果好,煤层瓦斯抽采率提高60%以上,具有广泛的实用性。

Description

单一厚煤层区域增透提高瓦斯抽采率的方法
技术领域
本发明涉及一种提高瓦斯抽采率的方法,特别是一种单一厚煤层区域增透提高瓦斯抽采率的方法,适用于高瓦斯低透气性单一厚煤层。
背景技术
根据煤层气(煤矿瓦斯)开发利用“十一五”规划得知:荥巩煤田突出煤层区、登封煤田突出煤层区、新密煤田突出煤层区、焦作矿区突出煤层区、晋城矿区突出煤层区、沁水煤田煤层区、安阳-鹤壁矿区突出煤层区、峰峰-邯郸矿区突出煤层区、韩城矿区突出煤层区、石炭井-石嘴山矿区突出煤层区、通化矿区突出煤层区等都以单一煤层开采为主,不具备开采保护层条件。往往选择区域预抽来降低煤层瓦斯含量,消除具有突出危险性煤层的突出风险;由于煤层透气性低,存在预抽时间长、抽采率低的问题,所以煤层内卸压增透提高瓦斯抽采率势在必行。目前,我国单一煤层增透提高瓦斯抽采率技术主要有水力压裂、水力割缝和深孔爆破等。水力压裂是通过钻孔向煤层压入高压水,使煤层形成新的裂隙流通网络,增加煤层透气性,但由于煤层构造复杂、煤质松软,常导致压裂的方向不易控制或支撑剂容易嵌入煤体,且松软煤体被浸泡后易泥化,压裂液进入煤体后不易排出,堵塞煤体瓦斯流动通道,提高瓦斯抽采率效果不明显。水力割缝是通过高压水射流在煤体中割缝、卸压、增透,达到有效改造低渗透煤层的目的;但在地应力的作用下,割出来的缝隙很快就被闭合,增透效果有限,提高瓦斯抽采率效果一般。松动爆破是利用爆炸瞬间产生的爆轰压力使孔周围煤体产生裂隙、松动和膨胀变形,以提高煤层透气性,但在松动爆破后,易出现诱发塌孔堵塞瓦斯流动通道的问题,高效率瓦斯抽采只能维持几天,抽采效果差。
发明内容
本发明是要提供一种单一厚煤层区域增透提高瓦斯抽采率的方法,实现煤层区域卸压、增透范围广、增透效果好和大幅度提高瓦斯抽采率的目的。
本发明的目的是这样实现的:单一厚煤层区域增透提高瓦斯抽采率的方法,包括如下步骤:
a.煤层工作面巷道掘进过程中,施工顺层瓦斯抽采钻孔;
b.瓦斯抽采钻孔施工完毕后,将护孔管送入瓦斯抽采钻孔内;
c.对瓦斯抽采钻孔进行密封,并连入矿井瓦斯抽采系统抽采工作面煤体瓦斯;
d.当巷道掘进长度大于50m时,随着巷道掘进的进行,在已掘巷道中用螺旋钻采煤机在煤层底部沿倾向进行钻采,形成钻采孔;
e.每隔一段煤柱,继续用螺旋钻采煤机钻采以形成下一个钻采孔,直至完成整条巷道的钻采孔作业;
f.工作面另一条巷道重复上述a、b、c、d和e步骤。
所述钻采孔宽度为1.0m~1.5m,钻采孔(2)的钻采煤体(3)厚度为煤层厚度的0.1~0.2倍,钻采孔之间留设的煤柱宽度为0.3m~0.5m;所述的工作面巷道内钻采孔,工作面两条巷道内钻采孔的钻采深度之和大于工作面倾向长度;所述护孔管长度不小于瓦斯抽采钻孔长度的70%。
有益效果:本发明的单一厚煤层区域增透提高瓦斯抽采率的方法,用采矿的方法解决了煤层瓦斯抽采率低的问题。煤层工作面巷道在掘进过程中,煤层底部作为下保护层用螺旋钻采煤机进行钻采、排出煤体,随着煤体自下而上的弯曲下沉,产生大量裂隙,煤体透气性系数平均提高120倍以上。钻采孔宽度为1.0m~1.5m,钻采孔高度为煤层厚度的0.1~0.2倍,钻采孔之间留设的煤柱宽度为0.3~0.5m,保证了煤层区域卸压大小在合理的范围内,确保了煤层顶板不受破坏和后续采煤具有正常开采条件。在瓦斯抽采钻孔内送入护孔管,防止在煤体弯曲下沉过程中出现塌孔现象,为瓦斯大流量抽采提供了永久的通道。用采矿的方法实现了煤层区域卸压、增透范围广、增透效果好和大幅度提高瓦斯抽采率的目的。
优点:该方法实现高瓦斯低透气性单一厚煤层区域卸压,增透范围广,增透效果好,大幅度提高瓦斯抽采效率,瓦斯抽采钻孔流量平均增加10倍以上,平均瓦斯抽采浓度大于55%,煤层瓦斯抽采率提高60%以上,具有广泛的实用性。
附图说明
图1是本发明钻孔布置侧视示意图。
图2是本发明钻孔布置俯视示意图。
图中:1、瓦斯抽采钻孔;2、钻采孔;3、煤体。
具体实施方式
实施例1:单一厚煤层区域增透提高瓦斯抽采率的方法,包括如下步骤:
a.煤层工作面巷道掘进过程中,施工顺层瓦斯抽采钻孔1;
b.瓦斯抽采钻孔1施工完毕后,将护孔管送入瓦斯抽采钻孔1内;
c.对瓦斯抽采钻孔1进行密封,并连入矿井瓦斯抽采系统抽采工作面煤体3瓦斯;
d.当巷道掘进长度大于50m时,随着巷道掘进的进行,在已掘巷道中用螺旋钻采煤机在煤层底部沿倾向进行钻采,形成钻采孔2;
e.每隔一段煤柱,继续用螺旋钻采煤机钻采以形成下一个钻采孔2,直至完成整条巷道的钻采孔2作业;
f.工作面另一条巷道重复上述a、b、c、d和e步骤。
本发明的单一厚煤层区域增透提高瓦斯抽采率的具体方法:煤层工作面巷道掘进过程中,施工顺层瓦斯抽采钻孔1,瓦斯抽采钻孔1间距为3~5m;瓦斯抽采钻孔1施工完毕后,将护孔管送入瓦斯抽采钻孔1内,护孔管长度不小于瓦斯抽采钻孔1长度的70%,防止抽采过程中塌孔现象的出现,为瓦斯大流量抽采提供了永久的通道。利用现有煤矿钻孔密封方法对瓦斯抽采钻孔1进行密封,密封长度不小于15m,使密封长度避开了巷道松动圈,防止抽采过程中空气进入瓦斯抽采钻孔1内影响抽采效果。通过瓦斯抽采管、集流管和支管将瓦斯抽采钻孔1连入矿井抽采系统,对工作面煤体3内的瓦斯进行抽采,抽采负压不低于10KPa。当巷道掘进长度大于50m时,随着巷道掘进的进行,在已掘巷道中用螺旋钻采煤机在煤层底部沿倾向进行钻采,形成钻采孔2。被切割、破碎的煤体3被螺旋叶片带出,钻采孔2宽度为1.0m~1.5m,钻采孔2的钻采煤体3厚度为煤层厚度的0.1~0.2倍,钻采孔2之间留设的煤柱宽度为0.3m~0.5m,保证了煤层区域卸压大小在合理的范围内,确保了煤层顶板不受破坏和工作面采煤具有正常开采条件。每隔0.3m~0.5m煤柱,继续用螺旋钻采煤机钻采以形成下一个钻采孔2,直至完成整条巷道的钻采孔2作业;工作面另一条巷道重复上述a、b、c、d和e步骤,最后完成整个工作面的钻采孔2作业,使工作面两条巷道内钻采孔2的钻采深度之和大于工作面倾向长度。钻采孔2形成后,煤体3自下而上会出现弯曲下沉,产生大量的裂隙,整个工作面煤体3的透气性系数平均提高120倍以上,瓦斯抽采钻孔1的流量平均增加10倍以上,瓦斯抽采钻孔1平均瓦斯抽采浓度大于55%,使煤层瓦斯抽采率提高60%以上。煤层底部被钻出的煤体3相当于开采了煤体3的下保护层,实现了高瓦斯低透气性煤层区域卸压,增透范围广,增透效果好,大幅度提高了煤层瓦斯抽采率;对于突出煤层,此方法还能快速消除煤层的煤与瓦斯突出危险性。

Claims (4)

1.一种单一厚煤层区域增透提高瓦斯抽采率的方法,其特征在于:
a.煤层工作面巷道掘进过程中,施工顺层瓦斯抽采钻孔(1);
b.瓦斯抽采钻孔(1)施工完毕后,将护孔管送入瓦斯抽采钻孔(1)内;
c.对瓦斯抽采钻孔(1)进行密封,并连入矿井瓦斯抽采系统抽采工作面煤体(3)瓦斯;
d.当巷道掘进长度大于50m时,随着巷道掘进的进行,在已掘巷道中用螺旋钻采煤机在煤层底部沿倾向进行钻采,形成钻采孔(2);
e.每隔一段煤柱,继续用螺旋钻采煤机钻采以形成下一个钻采孔(2),直至完成整条巷道的钻采孔(2)作业;
f. 工作面另一条巷道重复上述a、b、c、d和e步骤。
2.根据权利要求1所述的单一厚煤层区域增透提高瓦斯抽采率的方法,其特征在于:所述钻采孔(2)宽度为1.0m~1.5m,钻采孔(2)的钻采煤体(3)厚度为煤层厚度的0.1~0.2倍,钻采孔(2)之间留设的煤柱宽度为0.3m~0.5m。
3.根据权利要求1所述的单一厚煤层区域增透提高瓦斯抽采率的方法,其特征在于:所述的工作面巷道内钻采孔(2),工作面两条巷道内钻采孔(2)的钻采深度之和大于工作面倾向长度。
4.根据权利要求1所述的单一厚煤层区域增透提高瓦斯抽采率的方法,其特征在于:所述护孔管长度不小于瓦斯抽采钻孔(1)长度的70%。
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