CN103016047B - 综放工作面顶板走向长钻孔抽放采空区瓦斯方法 - Google Patents
综放工作面顶板走向长钻孔抽放采空区瓦斯方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103016047B CN103016047B CN201210554570.6A CN201210554570A CN103016047B CN 103016047 B CN103016047 B CN 103016047B CN 201210554570 A CN201210554570 A CN 201210554570A CN 103016047 B CN103016047 B CN 103016047B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- roof
- drill hole
- trend
- fully mechanized
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Abstract
本发明公开了一种综放工作面顶板走向长钻孔抽放采空区瓦斯方法，沿煤层顶板走向钻孔抽采瓦斯，钻孔在垂直方向上布置在裂隙带内，水平方向上布置在距回风巷30-50m距离范围内。钻孔长度为800m，钻孔直径为96mm。钻孔的布孔层位选择中硬岩层。本发明改变了传统的高成本抽放模式，以钻孔抽放代替传统的巷道抽放模式，从而大大降低了煤矿生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿安全领域，具体涉及一种综放工作面抽放瓦斯的方法。
背景技术
近年来，随着放顶煤开采技术和装备水平的提升，综放工作面煤炭产量逐年提高。综放工作面落煤强度增大，瞬间瓦斯涌出量成倍增长，特别是特厚煤层大采高综放工作面开采时，由于煤层一次采出厚度大，与普通综放面相比，工作面采动影响范围扩大、原有的瓦斯空间分布发生较大的变化，瓦斯涌出极不均衡，导致工作面回风瓦斯和上隅角瓦斯超限，如果采用的治理技术不当，极易发生瓦斯爆炸事故，造成重大人员伤亡。因此，瓦斯超限问题严重地制约综放工作面高强度开采煤炭优势的发挥，造成巨大的经济浪费。
目前所采用的顶板高抽巷封闭抽放采空区瓦斯技术方法，以高抽巷尾部构筑封堵墙的瓦斯综合治理技术方式,瓦斯治理成本过高。
发明内容
本发明的目的是为了降低瓦斯治理中存在的成本高的问题，提供一种综放工作面顶板走向长钻孔抽放采空区瓦斯方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
综放工作面顶板走向长钻孔抽放采空区瓦斯方法，沿煤层顶板走向钻孔抽采瓦斯，钻孔在垂直方向上布置在顶板裂隙带内，水平方向上布置在回风巷内错30-50m距离的范围内。
顶板大直径钻孔抽采瓦斯的关键技术就是钻孔布置参数的确定，确切地说就是确定瓦斯的最优汇集区域，这个汇集区域必须具备4个基本特征：
1)汇集区域所在岩层的层位必须在长时间内稳定存在，保证具有相当长的瓦斯抽采时间：
2)具有稳定的高瓦斯浓度，成为采场范围内的一个“瓦斯库”，能保证较高的瓦斯抽采率；
3)在采动影响下会产生一定的裂隙通道，能使临近层等较大范围处的瓦斯可以源源不断地进入；
4)产生的裂隙通道不能过度畅通，以防大量空气进入，降低抽采浓度和抽采效率。
根据矿山岩层移动理论，采场上覆岩层在回采工作面采动以后，可以形成冒落带、裂隙带、弯曲下沉带(“竖三带”)。沿工作面的推进方向又分为煤壁支撑影响区、离层区、重新压实区(“横三区”)。
根据有关“O”形圈和关键层的相关理论分析可知，瓦斯汇集的最优汇集区域位于“竖三带”的裂隙带和“横三区”的离层区内。因此，主要解决“上隅角”瓦斯浓度超限的高抽钻孔应位于“O”形圈靠近回风巷侧的裂隙带；主要抽采邻近层瓦斯、采空区瓦斯的顶板裂隙钻孔应位于“O”形圈内部的裂隙带，如此布置，方可体现钻孔抽放的最大效率。
本发明改变传统的高成本抽放模式，以钻孔抽放代替传统的巷道抽放模式，从而大大降低了煤矿生产成本。
附图说明
图1为塔山矿8208工作面钻孔抽放平示意图。
图2为塔山矿8208工作面钻孔抽放剖面示意图（a）。
图3为塔山矿8208工作面钻孔抽放剖面示意图（b）。
图4为顶板走向长钻孔抽放系统。
具体实施方式
本发明所述的综放工作面顶板走向长钻孔抽放采空区瓦斯方法，沿煤层顶板走向钻孔抽采瓦斯，钻孔在垂直方向上布置在顶板裂隙带内，水平方向上布置在距回风巷30-50m距离范围内。
以同煤集团塔山矿8208综采工作面为例，对本发明要求保护的技术方案做具体说明。
根据8208工作面开采以来瓦斯涌出量的现场数据统计，可知工作面绝对瓦斯涌出量在20-50 m3／min范围之间。正常回采时绝对瓦斯涌出量在25 m3／min左右，但是在工作面来压期间或机组割尾及移架放煤时，瞬间绝对瓦斯涌出量达到45 m3／min以上甚至更高。
在8208工作面瓦斯涌出量的组成部分中，采空区涌出所占比重较高，尤其在工作面来压或尾部放煤时，采空区瓦斯涌出量占工作面涌出量的比重达到80%以上，因此，解决采空区瓦斯是治理8208工作面瓦斯的关键。
目前8208工作面配风量为2800m3／min，平均风排瓦斯量为7 m3／min，抽放瓦斯量为23 m3／min。通过利用千米钻机施工工作面顶板走向长钻孔，若能抽出15 m3／min以上的瓦斯，将从根本上解决顶板高抽巷浓度较高以及工作面尾部放煤时瓦斯超限的问题。
1）钻孔位置确定
（1）钻孔垂直位置确定
合理的钻孔布置层位是顶板走向长钻孔抽采瓦斯成败的关键，合理层位的确定需要考虑2个因素：
(a)钻孔必须布置在裂隙带内，最好位于其中上部位，不可太高或太低，以保证一定的瓦斯浓度和抽采量，又可避免钻孔因岩石的剧烈移动而造成切断、破坏导致抽采失败。
(b)布孔层位的岩石性质应尽量选择中硬岩层，避免钻孔布置在泥岩、页岩、煤层等软弱岩层，这样可减少因塌孔而导致钻孔的堵塞。
根据工作面实际条件，计算得出8208工作面采空区冒落带高度约为34 m，约为工作面煤层厚度的3倍。若以煤层顶板为准，则可以认为煤层顶板以上22m为冒落带区域，再往上则为裂隙带。各方面综合考虑，设计在垂直方向距工作面煤层顶板30m和40m两个层位均布置钻孔。
2）钻孔水平位置确定
根据采空区上覆岩层运动及瓦斯运移的理论分析和通风因素对瓦斯流动的影响，结合工作面采空区垮落情况的分析预测，设计在8208工作面水平方向距回风巷30m、40 m、50m处分别布置钻孔。钻孔布置示意图见图1、图2、图3所示。
3）钻孔数量布置
根据塔山矿8208工作面瓦斯涌出特点及上文关于采空区瓦斯运移规律的分析，结合钻孔施工时间及施工能力，决定钻场内布置5个钻孔。
4）钻场布置
为确保工作面推进过来时，钻孔施工及抽放系统布置能及时到位，开始抽放，实验钻场设计在5208巷回风绕道。
5）钻孔施工参数表
表1：钻孔施工参数表
6）顶板走向长钻孔抽放系统（见图4所示）
Claims (3)
1.综放工作面顶板走向长钻孔抽放采空区瓦斯方法，其特征是：沿煤层顶板走向钻孔抽采瓦斯，钻孔在垂直方向上布置在裂隙带内，水平方向上布置在距回风巷40-50m距离范围内；解决“上隅角”瓦斯浓度超限的高抽钻孔应位于“O”形圈靠近回风巷侧的裂隙带；抽采邻近层瓦斯、采空区瓦斯的顶板裂隙钻孔应位于“O”形圈内部的裂隙带。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：钻孔长度为800m，钻孔直径为96mm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：钻孔的布孔层位选择中硬岩层。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210554570.6A CN103016047B (zh) | 2012-12-20 | 2012-12-20 | 综放工作面顶板走向长钻孔抽放采空区瓦斯方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210554570.6A CN103016047B (zh) | 2012-12-20 | 2012-12-20 | 综放工作面顶板走向长钻孔抽放采空区瓦斯方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103016047A CN103016047A (zh) | 2013-04-03 |
| CN103016047B true CN103016047B (zh) | 2015-05-20 |
Family
ID=47965090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210554570.6A Active CN103016047B (zh) | 2012-12-20 | 2012-12-20 | 综放工作面顶板走向长钻孔抽放采空区瓦斯方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103016047B (zh) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103362514B (zh) * | 2013-08-08 | 2015-06-03 | 六盘水师范学院 | 一种瓦斯抽放巷道的快速掘进方法 |
| CN104074538B (zh) * | 2014-06-30 | 2016-10-05 | 煤炭工业济南设计研究院有限公司 | 一种初采工作面高抽巷瓦斯抽采方法 |
| CN108798758B (zh) * | 2017-04-28 | 2020-02-04 | 煤科集团沈阳研究院有限公司 | 沿顶大直径顺层钻孔抽采采空区及上隅角瓦斯工艺 |
| CN106988778B (zh) * | 2017-05-18 | 2019-03-08 | 大同煤矿集团有限责任公司 | 一种低赋存、高涌出的瓦斯分源分区立体治理方法 |
| CN107083988B (zh) * | 2017-06-27 | 2019-10-25 | 中国矿业大学(北京) | 基于千米定向钻孔的采动裂隙带瓦斯抽采技术方法 |
| CN108086975A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-05-29 | 孟思思 | 巨厚坚硬煤层高位工艺巷卸压抽放瓦斯放顶煤采煤方法 |
| CN107989615A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-05-04 | 孟思思 | 巨厚坚硬煤层卸压抽放瓦斯放顶煤采煤方法 |
| CN108506037B (zh) * | 2018-03-19 | 2019-10-01 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 采煤工作面顶板高位定向钻孔群卸压瓦斯抽采方法 |
| CN109899106B (zh) * | 2019-05-05 | 2020-09-11 | 辽宁工程技术大学 | 一种规避冒落带的转弯长钻孔邻近层瓦斯抽采方法 |
| CN110259503A (zh) * | 2019-06-14 | 2019-09-20 | 华北理工大学 | 一种膨胀岩层高位平行钻孔瓦斯抽采方法 |
| CN111101998B (zh) * | 2020-01-19 | 2021-03-19 | 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 | 一种拦截定向长钻孔抽采瓦斯的方法 |
| CN112012783B (zh) * | 2020-08-07 | 2022-04-15 | 太原理工大学 | 一种防破坏地面钻井瓦斯抽采方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1532374A (zh) * | 2003-03-18 | 2004-09-29 | 淮南矿业(集团)有限责任公司 | 开采煤层顶板瓦斯抽放的方法 |
| CN102392679A (zh) * | 2011-11-21 | 2012-03-28 | 大同煤矿集团有限责任公司 | 综合一体化瓦斯抽放方法 |
| CN102493831A (zh) * | 2011-11-14 | 2012-06-13 | 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 | 地面压裂井下水平钻孔抽放煤层气方法 |
| CN102518464A (zh) * | 2011-12-09 | 2012-06-27 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种煤矿回采工作面上隅角瓦斯抽放方法 |
| CN102777205A (zh) * | 2012-08-10 | 2012-11-14 | 安徽省煤田地质局第一勘探队 | 一种确定水平井在采空区瓦斯抽放的空间位置的方法 |
-
2012
- 2012-12-20 CN CN201210554570.6A patent/CN103016047B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1532374A (zh) * | 2003-03-18 | 2004-09-29 | 淮南矿业(集团)有限责任公司 | 开采煤层顶板瓦斯抽放的方法 |
| CN102493831A (zh) * | 2011-11-14 | 2012-06-13 | 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 | 地面压裂井下水平钻孔抽放煤层气方法 |
| CN102392679A (zh) * | 2011-11-21 | 2012-03-28 | 大同煤矿集团有限责任公司 | 综合一体化瓦斯抽放方法 |
| CN102518464A (zh) * | 2011-12-09 | 2012-06-27 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种煤矿回采工作面上隅角瓦斯抽放方法 |
| CN102777205A (zh) * | 2012-08-10 | 2012-11-14 | 安徽省煤田地质局第一勘探队 | 一种确定水平井在采空区瓦斯抽放的空间位置的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103016047A (zh) | 2013-04-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103016047B (zh) | 综放工作面顶板走向长钻孔抽放采空区瓦斯方法 | |
| CN106907175B (zh) | 底板顺层长钻孔分段压裂高效抽放煤巷条带瓦斯及区域消突方法 | |
| CN102080518B (zh) | 煤层顶板复杂分支井抽采瓦斯方法 | |
| CN109236297B (zh) | 裂充结合上行复采刀柱残采区遗留煤层的采煤方法 | |
| CN111594258A (zh) | 一种碎软低透突出煤层以孔代巷快速抽采瓦斯达标的技术方法 | |
| CN101915072B (zh) | 地面钻井抽采采动稳定区煤层气的方法 | |
| CN106869966B (zh) | 一种离层水补给源的封堵方法 | |
| CN104074538B (zh) | 一种初采工作面高抽巷瓦斯抽采方法 | |
| CN106050234B (zh) | 在煤炭开采过程中对地下水进行保护的施工工艺 | |
| CN102392678A (zh) | 井上下联合压裂增透抽采瓦斯的方法 | |
| CN104314610A (zh) | 一种煤巷条带区域消突方法 | |
| CN108894784A (zh) | 一种坚硬顶板定向酸化压裂控顶卸压方法 | |
| CN107387082A (zh) | 一种弱化煤层坚硬顶板的方法 | |
| CN110067592B (zh) | 基于坚硬顶板地面压裂的顶板瓦斯协同控制方法 | |
| CN105927269A (zh) | 一种突出煤层的瓦斯治理方法 | |
| CN103147734A (zh) | 煤矿井下顺煤层多段水力压裂方法 | |
| CN105239964A (zh) | 保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法 | |
| CN104963721A (zh) | 一种采用顺层孔与穿层孔结合的井下立体快速疏放水方法 | |
| CN108843354A (zh) | 一种倾斜特厚煤层巷顶沿空掘巷非对称锚秆支护方法 | |
| CN108643960A (zh) | 一种地面区域条带煤矿瓦斯消突工艺 | |
| CN106761750B (zh) | 急倾斜煤层纵向长壁刨铣建槽式开采方法 | |
| CN112240221B (zh) | 一种基于定向长钻孔的瓦斯抽采方法 | |
| CN110043309A (zh) | 关闭煤矿井的瓦斯抽采井的布置方法及井身安装方法 | |
| CN106703808A (zh) | 厚煤层综放面回采巷道钻孔预裂提高端部顶煤放出率的方法 | |
| CN102635389B (zh) | 含屏蔽软岩的高位巷煤层瓦斯抽放方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |