CN103806933A - 高应力松软突出煤层开采方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高应力松软突出煤层开采方法，包括煤层瓦斯抽采方法，煤层瓦斯抽采方法为用圆弧形三棱钻杆配合压风排渣钻孔工艺钻孔、临近钻孔抽采瓦斯加孔口除尘，平均钻孔深度75～80m，实现大煤工作面瓦斯释放率达到了60%以上，被保护层煤层残余瓦斯含量在7m3/t以下，大煤工作面在掘进期间，瓦斯绝对涌出量为2.0～2.5m3/min,回风流最大瓦斯浓度为0.3%左右；回采工作面在回采期间，瓦斯绝对涌出量为3.5～4.5m3/min，回风流最大瓦斯浓度为0.4%左右，工作面上隅角瓦斯浓度最大为0.6%；钻孔时采用孔口除尘器除尘，降低工作面粉尘浓度。

Description

高应力松软突出煤层开采方法
技术领域
本发明涉及一种采煤方法，尤其是一种高应力松软突出煤层开采方法。
背景技术
目前，在煤矿开采中，一般采用螺旋钻杆或肋骨钻杆钻孔抽采瓦斯，但是，对于高应力松软突出煤层，螺旋钻杆钻孔具有以下不足：
（1）在钻进过程中易发生喷孔现象，发生喷孔后，孔内负荷增大，出现抱钻、卡钻现象，但由于螺旋钻杆叶片较宽，所携带煤量较大容易造成钻杆抱死现象从而发生丢钻现象，提高了钻孔施工成本；
（2）钻杆没有水的润滑，长时间和煤体进行干摩擦容易产生高温甚至火花，使摩擦力增大，钻杆容易老化，受煤体条件影响钻进速度慢；
（3）由于是干钻进，施工现场煤尘飞扬，煤尘容易对下风侧人员造成伤害，且煤粉容易被抽放管路的负压带进管路，对管路造成威胁；
（4）由于螺旋钻杆施工过程中排渣量大，对煤体的破坏性也较大，容易造成钻孔出煤量突然增大，钻孔排粉不及时，从而造成丢钻现象，增加了钻孔施工成本；
（5）螺旋钻杆在钻进过程中，还需要时刻注意钻进压力不能太大，如果钻进松软煤层给进压力太大，螺旋钻头来不及切削便被压入煤层中，致使单位时间内粉量增大，并容易造成抱钻现象，从而导致掉钻现象的发生；
（6）此外由于螺旋钻杆采用插接式连接，如果开始钻孔之前钻机稳固不好，钻机在钻进过程中震动，造成钻杆在钻进过程中摆动或闪动，形成钻孔偏离中心，孔壁不平直，增加了钻进时的阻力，消弱了前进能力，消弱了前进能力，孔壁受钻杆摆动影响而破坏，钻孔成孔率低，增加塌孔、堵孔的形成条件。而且钻机不稳定造成的钻孔偏心会增加钻杆的充填率，造成排粉不及时，出现堵孔现象。
肋骨钻杆钻孔具有以下不足：
（1）由于是干钻进且使用风力排渣，施工现场煤尘不容易得到控制，对钻孔施工人员和下风侧施工人员造成伤害，且煤粉容易被抽放管路的负压带进管路，对管路造成威胁；
（2）由于肋骨钻杆外叶片与钻孔壁长时间硬性摩擦，钻杆老化较快，耐磨性需要增加；
（3）由于肋骨钻杆采用锥形丝扣拧接，钻杆在钻进过程中不可反转，对埋钻、卡钻的处理能力不强，还需要时刻注意钻进的速度和钻进的压力。
因此，研究一种适合高应力松软突出煤层开采方法，是目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种适合高应力松软突出煤层开采方法。
本发明解决其技术问题的技术方案是：
高应力松软突出煤层开采方法，包括煤层瓦斯抽采方法，煤层瓦斯抽采方法为用圆弧形三棱钻杆配合压风排渣钻孔工艺钻孔、临近钻孔抽采瓦斯加孔口除尘，平均钻孔深度75～80m，实现大煤工作面瓦斯释放率达到了60%以上，被保护层煤层残余瓦斯含量在7m3/t以下，大煤工作面在掘进期间，瓦斯绝对涌出量为2.0～2.5m3/min ,回风流最大瓦斯浓度为0.3%左右；回采工作面在回采期间，瓦斯绝对涌出量为3.5～4.5 m3/min，回风流最大瓦斯浓度为0.4%左右，工作面上隅角瓦斯浓度最大为0.6%；钻孔时采用孔口除尘器除尘，降低工作面粉尘浓度。所述的孔口除尘器除尘为LT型孔口除尘器。
作为本发明的一种有选方案，钻孔所用钻机型号为CMS1-6200/80型煤矿深孔履带式液压钻车，配圆弧形三棱钻杆型号为73 mm，钻孔孔径94mm，钻杆长度1m；瓦斯抽放负压为0.040～0.045MPa，钻孔排渣排渣风压为0.8～1MPa MPa。
与现有技术相比，本发明的圆弧形三棱钻杆的三个面结合处为弧形结构，相邻圆弧的终点采取直线连接，钻杆体上的圆弧面位于以钻杆体中心轴线为中心的同一个圆周面上，钻杆体的横截面圆弧形的弧线长度大于钻机卡瓦之间张开的间隙，小于钻机卡瓦的弧线宽度。三个平面在旋转时形成三个排粉通道，更利于风力强排煤粉，钻孔施工时采用风力排粉。
因为，（1）圆弧形三棱钻杆利用三角形稳定性好和弧形钻杆磨擦力小，减少了钻进过程中埋钻和抱钻现象的发生，加快了钻进效率，加深了钻孔的终孔孔深；
（2）抗扭曲和抗弯曲能力强，钻孔直线性好，适合于我矿软煤层高瓦斯强突地质条件下的瓦斯抽放钻孔的施工；
（3）在钻孔施工过程排渣量较小，对煤壁的破坏性小，钻孔单孔的排渣量较少，钻孔成孔率高，提高了钻孔抽放效果；
（4）钻孔施工时需要使用压风排渣，压风的密度和瓦斯的密度更为接近，不影响煤层中瓦斯解析，钻孔内瓦斯能自由释放到压风中，并且迅速将释放的压力传递到孔外，减少瓦斯聚集和压力激增而诱发喷孔事故；
（5）圆弧形三棱钻杆钻进完全可以应用原有型号和规格的钻进设备和配套钻具，减少了设备更换所增加的费用，加大了钻杆的适用范围；
（6）圆弧形三棱钻杆的结构特点和搅动作用使环空气流存在排渣通道，通过钻杆空转排渣，压缩空气就可以将悬浮的钻屑和钻杆搅动起来的钻屑迅速带走，减少卡钻埋钻事故；
配合LT型底部排渣、打钻期间雾化及除尘效果良好的孔口除尘器除尘；克服了干钻进且使用强压风排渣，造成施工期间产生煤尘较大问题。
具体实施方式
高应力松软突出煤层开采方法，包括煤层瓦斯抽采方法，煤层瓦斯抽采方法为用圆弧形三棱钻杆配合压风排渣钻孔工艺钻孔、临近钻孔抽采瓦斯加孔口除尘，平均钻孔深度75～80m，实现大煤工作面瓦斯释放率达到了60%以上，被保护层煤层残余瓦斯含量在7m3/t以下，大煤工作面在掘进期间，瓦斯绝对涌出量为2.0～2.5m3/min ,回风流最大瓦斯浓度为0.3%左右；回采工作面在回采期间，瓦斯绝对涌出量为3.5～4.5 m3/min，回风流最大瓦斯浓度为0.4%左右，工作面上隅角瓦斯浓度最大为0.6%；钻孔时采用孔口除尘器除尘，降低工作面粉尘浓度。所述的孔口除尘器除尘为LT型孔口除尘器。
钻孔所用钻机型号为CMS1-6200/80型煤矿深孔履带式液压钻车，配圆弧形三棱钻杆型号为73 mm，钻孔孔径94mm，钻杆长度1m；瓦斯抽放负压为0.040～0.045MPa，钻孔排渣排渣风压为0.8～1MPa MPa。

Claims (3)

1.高应力松软突出煤层开采方法，包括煤层瓦斯抽采方法，其特征在于，煤层瓦斯抽采方法为用圆弧形三棱钻杆配合压风排渣钻孔工艺钻孔、临近钻孔抽采瓦斯加孔口除尘，平均钻孔深度75～80m，实现大煤工作面瓦斯释放率达到了60%以上，被保护层煤层残余瓦斯含量在7m3/t以下，大煤工作面在掘进期间，瓦斯绝对涌出量为2.0～2.5m3/min ,回风流最大瓦斯浓度为0.3%左右；回采工作面在回采期间，瓦斯绝对涌出量为3.5～4.5 m3/min，回风流最大瓦斯浓度为0.4%左右，工作面上隅角瓦斯浓度最大为0.6%；钻孔时采用孔口除尘器除尘，降低工作面粉尘浓度。
2.根据权利要求1所述的高应力松软突出煤层开采方法，其特征在于，钻孔所用钻机型号为CMS1-6200/80型煤矿深孔履带式液压钻车，配圆弧形三棱钻杆型号为73 mm，钻孔孔径94mm，钻杆长度1m；瓦斯抽放负压为0.040～0.045MPa，钻孔排渣排渣风压为0.8～1MPa。
3.根据权利要求1所述的高应力松软突出煤层开采方法，其特征在于，所述的孔口除尘器除尘为LT型孔口除尘器。
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