CN103046947B - 一种尾巷大直径管路横接采空区密闭抽采瓦斯的方法 - Google Patents

一种尾巷大直径管路横接采空区密闭抽采瓦斯的方法 Download PDF

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本发明公开了一种尾巷大直径管路横接采空区密闭抽采瓦斯的方法，包括如下进行的步骤：将采空区划分成多个采空子区；建立从进风巷经由综采工作面到回风巷的第一瓦斯通道；在瓦斯尾巷中铺设瓦斯抽采管道；密闭瓦斯尾巷与所述多个采空子区之间的横贯；在对应于所述多个采空子区的密闭横贯中设置连通所述瓦斯抽采管道的多个支管系统，以便形成从进风巷经由所述多个采空子区、支管系统到瓦斯抽采管道的多个第二瓦斯通道，实现采空区深部与所述综采工作面附近区域的同时抽采。该方法抽采采空区瓦斯量大，且抽采负压远高于通风负压，能对采空区瓦斯渗流场形成有效干扰，阻止采空区深部和上位高浓度瓦斯向上隅角与回风流涌入。

Description

一种尾巷大直径管路横接采空区密闭抽采瓦斯的方法
技术领域
本发明涉及一种煤矿瓦斯的抽采方法，尤其涉及一种煤矿采空区瓦斯的抽采方法。
背景技术
随着煤矿瓦斯赋存条件的复杂化以及人们对高瓦斯矿井安全高效开采的需求，原有的较为适应高瓦斯煤层开采的U+L型通风系统已不能满足要求，采用U+L型通风系统，经常出现采空区上隅角、瓦斯尾巷与回风流中瓦斯超限频繁等问题。现有的采空区抽采主要对采空区顶板裂隙发育区进行抽采，且其抽采流量小，不能有效干扰采空区渗流场。采空区埋管抽放对防治上隅角瓦斯超限有较大的作用，但对治理尾巷瓦斯浓度超限作用非常有限。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种尾巷大直径管路横接采空区密闭抽采瓦斯的方法，该方法抽采采空区瓦斯量大，且抽采负压远高于通风负压，能对采空区瓦斯渗流场形成有效干扰，阻止采空区深部和上位高浓度瓦斯向上隅角与回风流涌入。
为实现本发明的上述目的，提供以下技术方案：
一种尾巷大直径管路横接采空区密闭抽采瓦斯的方法，包括如下进行的步骤：将采空区划分成多个采空子区；建立从进风巷经由综采工作面到回风巷的第一瓦斯通道；在瓦斯尾巷中铺设瓦斯抽采管道；密闭瓦斯尾巷与所述多个采空子区之间的横贯；在对应于所述多个采空子区的密闭横贯中设置连通所述瓦斯抽采管道的多个支管系统，以便形成从进风巷经由所述多个采空子区、支管系统到瓦斯抽采管道的多个第二瓦斯通道，实现采空区深部与所述综采工作面附近区域的同时抽采。
其中，多个采空子区包括从综采工作面起直至远离综采工作面的主抽采子区、亚抽采子区和次抽采子区；所述多个支管系统包括分别对应于主抽采子区、亚抽采子区和次抽采子区的主抽采支管系统、亚抽采支管系统和次抽采支管系统。
特别是，主抽采子区、亚抽采子区和次抽采子区通过横穿密闭横贯的主抽采支管系统、亚抽采支管系统和次抽采支管系统连通所述瓦斯抽采管道。
其中，亚抽采子区和次抽采子区的长度范围为40～80m。
特别是，亚抽采子区的前沿相距综采工作面的距离大于/等于所述亚抽采子区的长度，且小于2倍的亚抽采子区长度。
特别是，相邻所述支管系统之间的距离为40～80m。
特别是，主抽采支管系统、亚抽采支管系统和次抽采支管系统分别包含至少一条支管，支管的直径为200～380mm。
特别是，瓦斯抽采管道的直径大于1000mm。
特别是，瓦斯抽采管道中形成其负压值远高于回风巷负压的负压。
本发明的有益效果体现在以下方面：
本发明尾巷大直径管路横接采空区密闭抽采瓦斯的方法采用超大直径管路替代尾巷排瓦斯功能，并将超大直径管路通过穿过横贯的多条支管系统与采空区连通，将采空区与瓦斯尾巷隔离的同时对采空区进行抽采，该方法抽采采空区瓦斯量大，且抽采负压远高于通风负压，能对采空区瓦斯渗流场形成有效干扰，阻止采空区深部和上位高浓度瓦斯向上隅角与回风流涌入；该方法避免了采空区与瓦斯尾巷之间的直接连通，避免采空区瓦斯直接流入瓦斯尾巷，彻底解决了尾巷瓦斯浓度超限的难题。
附图说明
图1是本发明的尾巷大直径管路横接采空区密闭抽采瓦斯的方法的结构示意图；
图2是本发明的尾巷大直径管路横接采空区密闭抽采瓦斯的方法第二种结构的示意图。
附图标记说明：1-采空区；1a-主抽采子区；1b-亚抽采子区；1c-次抽采子区；11、12、13-横贯；2-进风巷；3-综采工作面；4-回风巷；5-瓦斯尾巷；6-瓦斯抽采管道；7a-主抽采支管系统；7b-亚抽采支管系统；7c-次抽采支管系统；8-煤柱；9-煤层。
具体实施方式
如图1本发明的尾巷大直径管路横接采空区密闭抽采瓦斯的方法的结构示意图所示，本发明的尾巷大直径管路横接采空区密闭抽采瓦斯的方法包括如下进行的步骤：
将采空区1划分成从接近综采工作面3到远离综采工作面3的主抽采子区、亚抽采子区和次抽采子区1a、1b、1c；
建立从进风巷2经由综采工作面3到回风巷4的U型瓦斯通道；
在瓦斯尾巷5中铺设瓦斯抽采管道6；
密闭瓦斯尾巷5与三个采空子区之间的横贯11、12、13，使得瓦斯尾巷5与采空区隔离；
在对应于三个采空子区1a、1b、1c的密闭横贯11、12、13中分别设置连通瓦斯抽采管道6的支管系统7a、7b、7c，使得主抽采子区、亚抽采子区和次抽采子区1a、1b、1c分别通过横穿密闭横贯11、12、13的主抽采支管系统、亚抽采支管系统和次抽采支管系统7a、7b、7c连通瓦斯抽采管道6，以便形成从进风巷2经由多个采空子区1a、1b、1c、支管系统7a、7b、7c到瓦斯抽采管道6的多个L型瓦斯通道，从而实现采空区深部与综采工作面3附件的同时抽采(如图1中箭头所示)。
其中，主抽采支管系统7a主要对采空区附近区域的主抽采子区1a瓦斯进行抽采。该区域包括煤壁支撑影响区和部分承压影响区，孔隙率大，因此，主抽采支管系统7a能有效干扰采空区渗流场，截流采空区高浓度瓦斯涌入工作面区域；亚抽采支管系统7b主要对亚抽采子区1b进行抽采，减小采空区瓦斯涌出强度。该区域仍处于承压影响区，未被压实，能有效抽采采空区深部的高浓度瓦斯。次抽采支管系统7c主要对次抽采子区1c高浓度瓦斯进行抽采。随着工作面的推进，该区域逐渐进入了压实区，抽采效果较差，因此，次抽采支管系统7c为辅助抽采，可视抽采量减少值关闭该支管系统。
本发明中也可以将采空区1划分成多个采空子区，每个采空子区都通过横穿密闭横贯的支管系统连通瓦斯抽采管道6。
本发明中亚抽采子区和次抽采子区的长度范围为40～80m；其中，亚抽采子区7b的前沿相距综采工作面3的距离大于/等于所述亚抽采子区的长度，且小于2倍的亚抽采子区长度。
本发明中相邻支管系统之间的距离为40～80m；每个支管系统7a、7b、7c包含至少一个支管，支管的直径为200～380mm。例如图1中所示的支管系统7a、7b、7c分别包含一条支管，图2所示的支管系统7a、7b、7c分别包含两条支管。
本发明中瓦斯抽采管道的直径大于1000mm。
本发明的尾巷大直径管路横接采空区密闭抽采瓦斯的方法抽采采空区瓦斯量大，且瓦斯抽采管道中形成的负压值远高于回风巷通风负压，能对采空区瓦斯渗流场形成有效干扰，阻止采空区深部和上位高浓度瓦斯向上隅角与回风流涌入抽采负压远高于通风负压，能对采空区瓦斯渗流场形成有效干扰，阻止采空区深部和上位高浓度瓦斯向上隅角与回风流涌入。
本发明采空区抽采管路中的瓦斯浓度范围为5.6％～13.2％，抽采混合量达179.48～268.16m3/min，瓦斯尾巷浓度控制在1.7％以下，有效解决了采场空间及瓦斯尾巷瓦斯浓度超限难题，保证了工作面安全高效生产。
尽管上文对本发明作了详细说明，但本发明不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本发明的原理进行修改，因此，凡按照本发明的原理进行的各种修改都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种尾巷大直径管路横接采空区密闭抽采瓦斯的方法，包括如下进行的步骤：
自工作面至采空区深部将采空区依次划分成第一、第二、第三个采空子区；
建立从进风巷经由综采工作面到回风巷的U型瓦斯通道； 
在瓦斯尾巷中铺设瓦斯抽采管道；
密闭瓦斯尾巷与所述三个采空子区之间的横贯；
在对应于所述三个采空子区的密闭横贯中设置连通所述瓦斯抽采管道的三个支管系统，所述三个支管系统包括分别对应于第一、第二、第三采空子区的第一、第二、第三支管系统；以便形成从进风巷经由所述三个采空子区、三个支管系统到瓦斯抽采管道的多个L型瓦斯通道，实现采空区深部与所述综采工作面附近区域的同时抽采；
其中，第一支管系统主要对采空区附近区域的第一采空子区瓦斯进行抽采，该区域包括煤壁支撑影响区和部分承压影响区，孔隙率大，因此能干扰采空区渗流场，截流采空区高浓度瓦斯涌入工作面区域；
第二支管系统主要对第二采空子区瓦斯进行抽采，减小采空区瓦斯涌出强度，该区域仍处于承压影响区，未被压实，能抽采出采空区深部的高浓度瓦斯；
第三支管系统主要对第三采空子区高浓度瓦斯进行抽采，随着工作面的推进，该区域逐渐进入了压实区，抽采效果较差，因此，该支管系统为辅助抽采，视抽采量减少值关闭该支管系统；
其中，所述第二、三采空子区的长度范围为40～80m；所述第二采空子区的前沿相距综采工作面的距离大于/等于所述第二采空子区的长度，且小于2倍的第二采空子区长度；相邻所述支管系统之间的距离为40～80m，每个支管系统包含至少一条支管，所述支管的直径为200～380mm；所述瓦斯抽采管道的直径大于1000mm，并且在所述瓦斯抽采管道中形成的负压值远高于回风巷的负压值。
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