CN103670496A - 单一低透气性突出煤层沿空留巷与预抽区段煤层瓦斯方法 - Google Patents

单一低透气性突出煤层沿空留巷与预抽区段煤层瓦斯方法 Download PDF

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Abstract

一种单一低透气性突出煤层沿空留巷与预抽区段煤层瓦斯抽采方法，涉及矿井支护与瓦斯抽采领域。在工作面的进风顺槽和回风顺槽上向本工作面沿煤层倾向平行钻出多道顺层钻孔，使用气动瓦斯抽采装置进行瓦斯抽采；在本工作面运输顺槽下向沿煤层倾向的顺层钻孔抽采邻近工作面煤层瓦斯并与抽采管路连通对邻近工作面区域煤层进行瓦斯抽采；抽采结束后对工作面中的煤层进行回采；继续抽采直至结束，重复上述步骤直至完成煤层的开采。其实现无煤柱开采，提高煤炭回收率，且节省了总的瓦斯抽采时间，提高瓦斯抽采效果，实现煤与瓦斯共采。

Description

单一低透气性突出煤层沿空留巷与预抽区段煤层瓦斯方法
技术领域
本发明涉及一种煤层瓦斯抽采方法，尤其是一种适用于提高被保护区段开采区域内瓦斯预抽时间的单一低透气性突出煤层沿空留巷与预抽区段煤层瓦斯方法。
背景技术
我国高瓦斯低透气性煤层分布广泛。对于煤层群赋存条件而言，合理选择瓦斯含量小、安全隐患可控的保护层开采，利用岩层移动引起的卸压增透效应，使吸附瓦斯充分解吸为游离瓦斯并实施抽采，在瓦斯充分抽采的基础上再进行煤层群的规模化开采，是煤矿防治瓦斯灾害行之有效的方法。该方法目前在淮南等矿区得到了深入地推广应用，取得了十分明显的效果。但是对于单一低透气性煤层，只能采取预抽煤层瓦斯的区域防突措施。预抽煤层瓦斯作为区域性防突措施，于20世纪70年代以来首先在抚顺、中梁山和北票取得成功，成为单一煤层开采矿区首选的防突措施。
对于单一低透气煤与瓦斯突出矿井、冲击地压矿井来说，不仅巷道掘进速度慢，而且在施工过程中，极易发生煤与瓦斯突出、冲击地压，严重威胁安全生产。为了使下区段回风巷处于卸压带内，通常采用沿空掘巷，但沿空掘巷必须在邻近工作面采完和采空区顶板岩层活动大体稳定以进行，并且下区段另一条巷道（运输顺槽或回风顺槽），需要实施顶（或底）抽巷，并通过穿层钻孔提前预抽，解除煤巷设计掘进范围内的煤层瓦斯，消除煤与瓦斯突出危险后才能安全掘进。该措施需要施工大量的岩石巷道，对矿井运输提升系统造成比较大的压力。回采工作面送出后，要想达到消除煤与瓦斯突出危险的目标，往往还要经过长达数月的连续抽采，造成从煤巷开始掘进到工作面预抽达标，往往需要1～2年、甚至更长的时间，使得突出矿井采掘接替更为紧张。随着矿井开采深度的逐步加大，煤层瓦斯含量和压力逐步升高，这一问题将更为明显。
发明内容
技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提出一种步骤简单，实时性强，效率高的单一低透气性突出煤层沿空留巷与预抽区段煤层瓦斯抽采方法。
技术方案：本发明的单一低透气性突出煤层沿空留巷与预抽区段煤层瓦斯抽采方法，包括以下步骤：
a. 在采煤工作面前方的进风顺槽和回风顺槽两侧交替沿煤层倾向平行钻出多排多条搭接的顺层钻孔，用封孔管对顺层钻孔进行封孔，并连接瓦斯抽采管网，进行瓦斯抽采；
b．在工作面的进风顺槽下向沿邻近工作面中的煤层倾向平行钻出多道顺层钻孔，顺层钻孔穿出邻近工作面进风顺槽及邻近工作面开切眼以外大于15m的距离，钻孔完毕后使用封孔管对顺层钻孔进行封孔，将瓦斯抽采装置的汇流管连接封孔管，并与抽采管路连通对邻近工作面区域煤层进行瓦斯抽采； 
c. 当工作面中煤层残余瓦斯含量降至8m3/t以下或残余瓦斯压力降到0.74MPa以下时结束抽采，抽采结束后对工作面中的煤层进行回采，此回采期间，邻近工作面中继续瓦斯抽采，从而增加邻近工作面的瓦斯抽采时间，所述回采是对运输顺槽后预留的煤柱进行实施无煤柱沿空留巷法采掘，并采用高水材料或膏体材料进行沿空留巷巷旁充填；
d. 继续抽采邻近工作面瓦斯直至煤层残余瓦斯含量降至8m3/t以下或残余瓦斯压力降到0.74MPa以下，结束邻近工作面的瓦斯抽采；
e．重复上述步骤挖掘新的采煤工作面，进行新工作面回采和下一个工作面的瓦斯抽采，直至完成煤层的开采。
所述工作面瓦斯抽放钻孔的封孔长度不低于10m；所述顺层钻孔的孔底交叉距离不少于10m，顺层钻孔间距和排距为1 m ~4m，顺层钻孔的直径为70mm ~130mm。
有益技术效果：1、本发明可以不需要施工大量的岩石巷道，减少矸石排放；2、对运输顺槽后预留的煤柱进行实施无煤柱沿空留巷法采掘，实现无煤柱开采，提高煤炭回收率；3、相邻工作面的煤层与本工作面的煤层同时抽采瓦斯，从而延长相邻工作面煤层的瓦斯抽放时间，节省了总的瓦斯抽采时间，提高瓦斯抽采效果，实现煤与瓦斯共采；4、缓解突出煤层采掘接替紧张，提高工作面产量。
附图说明
图1是本发明单一低透气性突出煤层沿空留巷与预抽区段煤层瓦斯抽采方法示意图。
图中：1-工作面，2-回风顺槽，3-进风顺槽，4-未采区，5-采空区，6-顺层钻孔，7-邻近工作面，8-巷旁支护体，9-邻近工作面进风顺槽，10-邻近工作面开切眼。
具体实施方式
 
如图1所示，本发明的单一低透气性突出煤层沿空留巷与预抽区段煤层瓦斯方法，其包括在采煤区挖掘出进风顺槽3、回风顺槽2从而形成工作面1，并在工作面1后方挖掘出开切眼从而组成U型工作面，其中工作面1的风顺槽3一侧为未采区4，工作面1的回风顺槽2一侧为邻近工作面7；还包括如下步骤： 
a. 在采煤工作面1前方的进风顺槽3和回风顺槽2两侧交替沿煤层倾向平行钻出多排多条搭接的顺层钻孔6，用封孔管对顺层钻孔6进行封孔，并连接瓦斯抽采管网，进行瓦斯抽采；
b．在工作面1的进风顺槽3下向沿邻近工作面7中的煤层倾向平行钻出多道顺层钻孔6，顺层钻孔6穿出邻近工作面7进风顺槽3及邻近工作面开切眼10以外大于15m的距离，钻孔完毕后使用封孔管对顺层钻孔6进行封孔，将瓦斯抽采装置的汇流管连接封孔管，并与抽采管路连通对邻近工作面7区域煤层进行瓦斯抽采； 
c．当工作面1中煤层残余瓦斯含量降至8m3/t以下或残余瓦斯压力降到0.74MPa以下时结束抽采，抽采结束后对工作面1中的煤层进行回采，所述回采中在采空区5上设有巷旁支护体8，此回采期间，邻近工作面7中继续瓦斯抽采，从而增加邻近工作面7的瓦斯抽采时间，所述回采是对运输顺槽后预留的煤柱进行实施无煤柱沿空留巷法采掘，并采用高水材料或膏体材料进行沿空留巷巷旁充填；
d. 继续抽采邻近工作面7瓦斯直至煤层残余瓦斯含量降至8m3/t以下或残余瓦斯压力降到0.74MPa以下，结束邻近工作面7的瓦斯抽采；
e．重复上述步骤挖掘新的采煤工作面，进行新工作面回采和下一个工作面的瓦斯抽采，直至完成所有煤层的开采。
所述瓦斯抽放钻孔的封孔长度不低于10m。
所述顺层钻孔6的孔底交叉距离不少于10m，顺层钻孔6间距和排距为1 m ~4m，顺层钻孔6的直径为70mm ~130mm。

Claims (3)

1. 一种单一低透气性突出煤层沿空留巷与预抽区段煤层瓦斯抽采方法，其特征在于：所述巷道支护与瓦斯抽采方法包括以下步骤：
a. 在采煤工作面（1）前方的进风顺槽（3）和回风顺槽（2）两侧交替沿煤层倾向平行钻出多排多条搭接的顺层钻孔（6），用封孔管对顺层钻孔（6）进行封孔，并连接瓦斯抽采管网，进行瓦斯抽采；
b．在工作面（1）的进风顺槽（3）下向沿邻近工作面（7）中的煤层倾向平行钻出多道顺层钻孔（6），顺层钻孔（6）穿出邻近工作面（7）进风顺槽（3）及邻近工作面开切眼（10）以外大于15m的距离，钻孔完毕后使用封孔管对顺层钻孔（6）进行封孔，将瓦斯抽采装置的汇流管连接封孔管，并与抽采管路连通对邻近工作面（7）区域煤层进行瓦斯抽采； 
c．当工作面（1）中煤层残余瓦斯含量降至8m3/t以下或残余瓦斯压力降到0.74MPa以下时结束抽采，抽采结束后对工作面（1）中的煤层进行回采，此回采期间，邻近工作面（7）中继续瓦斯抽采，从而增加邻近工作面（7）的瓦斯抽采时间，所述回采是对运输顺槽后预留的煤柱进行实施无煤柱沿空留巷法采掘，并采用高水材料或膏体材料进行沿空留巷巷旁充填；
d. 继续抽采邻近工作面（7）瓦斯直至煤层残余瓦斯含量降至8m3/t以下或残余瓦斯压力降到0.74MPa以下，结束邻近工作面（7）的瓦斯抽采；
e．重复上述步骤挖掘新的采煤工作面，进行新工作面回采和下一个工作面的瓦斯抽采，直至完成煤层的开采。
2.根据权利要求1所述的单一低透气性突出煤层沿空留巷与预抽区段煤层瓦斯抽采方法，其特征在于：所述瓦斯抽放钻孔的封孔长度不低于10m。
3.根据权利要求1所述的单一低透气性突出煤层沿空留巷与预抽区段煤层瓦斯抽采方法，其特征在于：所述顺层钻孔（6）的孔底交叉距离不少于10m，顺层钻孔（6）间距和排距为1 m ~4m，顺层钻孔（6）的直径为70mm ~130mm。
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