CN105927269A - 一种突出煤层的瓦斯治理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种突出煤层的瓦斯治理方法，在突出危险工作面布置三条低位瓦斯抽放巷、三条煤巷以及一条采面上隅角高抽巷，形成“一面多巷”区域瓦斯综合治理格局。低位瓦斯抽放巷穿层钻孔预抽煤巷条带煤体瓦斯掩护煤巷快速掘进、三条煤巷本煤层顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯，释放煤层应力、采面上隅角高抽巷抽放上隅角及采空区瓦斯，实现矿井的安全高效生产。上述治理方法，取消了局部防突措施，缓解了矿井接替紧张的局面，提高了煤巷掘进速度和工作面回采速度，增强了煤与瓦斯突出矿井的安全基础，对矿井的安全高效生产提供了有力的技术保障。

Description

一种突出煤层的瓦斯治理方法

技术领域

本发明涉及煤矿安全技术领域，特别涉及一种突出煤层的瓦斯治理方法。

背景技术

近些年，随着煤矿开采深度的增加和开采强度、规模的不断加大，煤与瓦斯突出矿井的数量也迅速增加，因而引发煤与发瓦斯突出事故时有发生，严重威胁着煤炭“绿色、安全、高效开采”的产业结构调整步伐，已经成为我国有效控制煤矿瓦斯事故的主要难题。

煤与瓦斯突出矿井通常具有开采深度大、地质构造复杂、煤层赋存条件差、动力灾害事故危险性高的特点，因而矿井的开采成本高、开采效率低。目前采取的最有效的区域性消除突出危险性技术措施是开采保护层，不具备开采保护层条件时，在采掘前采用本煤层顺层钻孔和抽放巷斜交钻孔预抽煤层瓦斯等技术措施，使煤层中的瓦斯含量或压力降低到发生突出事故的临界值以下。但对于单一低透气性突出危险性煤层，在不具备开采保护层条件下，合理采掘部署，加大工作面储量，采取“一面多巷”瓦斯治理模式，对实现矿井的安全高效开采具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种突出煤层的瓦斯治理方法，该治理方法可以实现突出危险矿井的安全高效开采。

为实现上述目的，本发明提供一种突出煤层的瓦斯治理方法，包括如下步骤：

步骤一：当前工作面在掘进过程中，自采区上山或下山起，沿所述当前工作面的风巷底板以下平行掘进风抽巷，并掘进至工作面的切眼的位置；

步骤二：自所述采区上山或所述下山起，沿所述当前工作面的机巷底板以下平行掘进机抽巷，当掘进至所述切眼的位置时，沿所述切眼底板下方平行掘进切抽巷，并与所述风抽巷贯通，构成通风回路；

步骤三：沿所述机抽巷开口向所述当前工作面中部掘进至中煤巷，然后沿所述中煤巷底板以下平行掘进中抽巷；

步骤四：通过所述机抽巷、所述风抽巷和所述中抽巷向上布置穿层孔，并对待掘进巷道所在煤体进行瓦斯预抽作业；

步骤五：沿风巷开口向所述当前工作面中部掘进，然后与所述机巷、所述风巷平行掘进中煤巷至所述切眼；

步骤六：自所述采区上山或所述下山起，沿当前煤层顶板且平行所述风巷掘进高抽巷，通过高抽巷连通采空区裂隙带；

步骤七：对所述高抽巷进行埋管密闭，并对所述高抽巷内的瓦斯进行抽采。

优选地，在所述步骤三、所述步骤五和所述步骤七中，均以所述当前工作面的停采线为起始点进行操作。

优选地，所述机抽巷、所述中抽巷和所述风抽巷分别位于所述机巷、所述中煤巷和所述风巷所处的煤层底板以下垂距为8至12米处。

优选地，所述高抽巷设置于回风巷道上方，并且距离所述回风巷道的顶板为14至17米。

优选地，所述机巷、所述中煤巷和所述风巷的两帮设置向上方两侧延伸的顺层孔，并且所述顺层孔与对应的穿层孔搭接，抽取瓦斯。

优选地，所述穿层孔每隔4.5m至5m设置一个；和/或所述穿层孔每隔2.4m至3.2m设置一个。

优选地，所述切抽巷与所述切眼内错距离为5m至10m。

相对于上述背景技术，本发明通过“一面多巷”区域瓦斯综合治理技术，使矿井区域防突措施更加合理、可靠和经济，而且取消了局部防突措施，缓解了矿井接替紧张的局面，提高了煤巷掘进速度和工作面回采速度，增强了煤与瓦斯突出矿井的安全基础，对矿井的安全高效生产提供了有力的技术保障。

附图说明

图1为经过本发明所提供的突出煤层的瓦斯治理方法后的巷道布置示意图。

其中：

1-机抽巷、2-机巷、3-切抽巷、4-切眼、5-中抽巷、6-中煤巷、7-风抽巷、8-风巷、9-采面上隅角高抽巷、10-顺层孔、11-穿层孔、12-采面浅孔。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种突出煤层的瓦斯治理方法，该治理方法可以解决上隅角瓦斯困扰，实现回采工作面安全高效生产。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为经过本发明所提供的突出煤层的瓦斯治理方法后的巷道布置示意图。

本文中，采区上山以及采区下山是相对于采区内的运输大巷或运输水平来说的，如果所采矿体标高位于大巷之上，则该斜巷称为采区上山，反之，称为采区下山。

机巷，是指布置在工作面下端，铺设胶带输送机，其主要作用为运出煤炭和引入风流。

上隅角是指采煤工作面的回风侧，同时靠近回风巷上帮和采空区边缘的三角地带。该区域通风不好，温度湿度较高，容易积聚采空区和采面交汇释放的瓦斯，瓦斯浓度较高。是工作面防治瓦斯的重点。

除此之外，针对其他上述未提及的专业名称，应以本领域普通技术人员的角度去理解。

本发明提供的突出煤层的瓦斯治理方法，包括主要以下七个步骤：

步骤一：当前工作面在掘进过程中，自采区上山或下山起，沿所述当前工作面的风巷8底板以下平行掘进风抽巷7，并掘进至工作面的切眼4的位置；

步骤二：可以在掘进所述风抽巷7的同时，自所述采区上山或所述下山起，沿所述当前工作面的机巷2底板以下平行掘进机抽巷1，当掘进至所述切眼4的位置时，沿所述切眼4底板下方平行掘进切抽巷3，并与所述风抽巷7贯通，构成通风回路；

当然，上述步骤二也也可以在步骤一完成之后进行。

步骤三：沿所述机抽巷1开口向所述当前工作面中部掘进至中煤巷6，然后沿所述中煤巷6底板以下平行掘进中抽巷5；

步骤四：通过所述机抽巷1、所述风抽巷7和所述中抽巷5向上布置穿层孔11，并对待掘进巷道所在煤体进行瓦斯预抽作业；

步骤五：沿风巷8开口向所述当前工作面中部掘进，然后与所述机巷2、所述风巷8平行掘进中煤巷6至所述切眼4；

步骤六：自所述采区上山或所述下山起，沿当前煤层顶板且平行所述风巷8掘进高抽巷9，通过高抽巷9连通采空区裂隙带；

步骤七：对所述高抽巷9进行埋管密闭，并对所述高抽巷9内的瓦斯进行抽采。

具体来说，本文中机抽巷1、中抽巷5和风抽巷7可以称之为低位瓦斯抽放巷，机巷2、中煤巷6和风巷8可以称之为煤巷；即，本发明的核心在于，在突出危险工作面布置三条低位瓦斯抽放巷、三条煤巷、一条采面上隅角高抽巷9，形成“一面多巷”区域瓦斯综合治理格局。三条低位瓦斯抽放巷穿层钻孔预抽煤巷条带煤体瓦斯掩护三条煤巷的快速掘进、三条煤巷的本煤层顺层孔10预抽回采区域煤层瓦斯，从而释放煤层应力、采面上隅角高抽巷9用于抽放上隅角及采空区瓦斯，实现矿井的安全高效生产。

进一步来说，在工作面的风巷8与机巷2中间布置一条中煤巷6，形成三条煤巷，与其对应的煤巷下方，距煤层底板垂距8m～12m，平距巷道中对中5m的位置分别布置三条低位瓦斯抽放巷，即机抽巷1、中抽巷5和风抽巷7；如说明书附图1所示。在回风煤巷的上方距回风巷顶板14～17m，平距巷道中对中20m的位置布置一条采面上隅角高抽巷9。在治理过程中，首先掘进三条低位瓦斯抽放巷(机抽巷1、中抽巷5和风抽巷7)，然后从低位抽放巷布置穿层孔11，进行预抽煤巷条带煤体瓦斯，掩护三条煤巷(机巷2、中煤巷6和风巷8)快速掘进，其保护条带宽度为35m。并且在中煤巷6的两帮向两侧煤层施工顺层孔10，与机巷2和风巷8的顺层孔10进行搭接，同时抽采煤层瓦斯。在回采过程中，利用采面上隅角高抽巷9抽放上隅角及采空区瓦斯，使工作面瓦斯涌出量降到最低，保障工作面快速推进。

本发明的突出煤层的瓦斯治理方法，在突出危险工作面布置三条低位瓦斯抽放巷、三条煤巷以及一条采面上隅角高抽巷，形成“一面多巷”区域瓦斯综合治理格局。低位瓦斯抽放巷(机抽巷1、中抽巷5和风抽巷7)穿层孔11预抽煤巷条带煤体瓦斯，掩护三条煤巷(机巷2、中煤巷6和风巷8)快速掘进、三条煤巷(机巷2、中煤巷6和风巷8)本煤层顺层孔10预抽回采区域煤层瓦斯，释放煤层应力、采面上隅角高抽巷9抽放上隅角及采空区瓦斯，实现矿井的安全高效生产。上述治理方法，取消了局部防突措施，缓解了矿井接替紧张的局面，提高了煤巷掘进速度和工作面回采速度，增强了煤与瓦斯突出矿井的安全基础，对矿井的安全高效生产提供了有力的技术保障。

在上述步骤三、步骤五和步骤七中，均以所述当前工作面的停采线为起始点进行操作。

也就是说，在步骤三中：以当前工作面的停采线为起始点，沿所述机抽巷1开口向所述当前工作面中部掘进至中煤巷6，然后沿所述中煤巷6底板以下平行掘进中抽巷5；

与之类似地，在步骤五中：以当前工作面的停采线为起始点，沿风巷8开口向所述当前工作面中部掘进，然后与所述机巷2、所述风巷8平行掘进中煤巷6至所述切眼4；

同样地，在步骤七中：以当前工作面的停采线为起始点，对所述高抽巷9进行埋管密闭，并对所述高抽巷9内的瓦斯进行抽采。

本文优选地，工作面走向长1470m、采长240m，储量173万吨、工程量9136m、万吨掘进率52.8米/万吨。与同条件下采长为150m的工作面相比(储量108万吨、工程量7250m、万吨掘进率67.1米/万吨)，储量增加了65万吨、万吨掘进率减少了14.3米/万吨。所以增加工作面储量，是减少万吨掘进率，实现矿井安全高效生产的关键。

为了尽最大可能发挥岩石掘进机效率，结合岩石掘进机参数和穿层钻孔施工效率，通过岩性分析，选择硬度系数在4～6之间的岩层进行巷道布置，掩护掘进时，低位瓦斯抽放巷(机抽巷1、中抽巷5和风抽巷7)与煤巷帮对帮平距1m布置，并在采面中部布置低位瓦斯抽放巷(机抽巷1、中抽巷5和风抽巷7)及其对应的三条煤巷(机巷2、中煤巷6和风巷8)，机抽巷1、中抽巷5和风抽巷7距煤层底板垂距8～12m。

除此之外，对于采面上隅角高抽巷9的布置方式：布置在回风煤巷的上方，层位选择在3～5倍采高，即距回风巷顶板为14～17m，距回风巷水平20m(中对中)的位置。三条煤巷(机巷2、中煤巷6和风巷8)的两帮设置向上方两侧延伸的顺层孔10，并且顺层孔10与对应的穿层孔11搭接，抽取瓦斯。

对于穿层孔11的布置方式，每隔4.5m至5m设置一个；而顺层孔10每隔2.4m至3.2m设置一个。即，针对穿层孔11的治理，根据实施例中煤体透气性系数低，难以抽采和松软等特点，严格实施密集抽采钻孔。低位瓦斯抽放巷(机抽巷1、中抽巷5和风抽巷7)钻孔沿底板巷走向每4.8m布置11个穿层钻孔(瓦斯异常带钻孔组间距为2.4m)，每9.6m布置5个水力冲孔钻孔，控制到两帮各15m，保护条带宽度为35m。加上低位瓦斯抽放巷(机抽巷1、中抽巷5和风抽巷7)与三条煤巷(机巷2、中煤巷6和风巷8)距离近本身形成的卸压区，实现高效抽采，为煤巷快速掘进提供安全保障。

而针对顺层孔10的治理，是指回采工作面的三条煤巷(机巷2、中煤巷6和风巷8)本煤层钻孔布置每2.4～3.2m(瓦斯异常带钻孔孔间距为1.6m)布置1个本煤层钻孔，并实现钻孔交叉不小于10m，消除了采面瓦斯抽采空白带，实现了采面预抽达标，为安全生产打下坚实基础。

除此之外，切抽巷3与切眼4内错距离为5m至10m，并且在说明书附图1中的位置设置采面浅孔12。对于采面上隅角高抽巷9处的上隅角瓦斯，要求在采面上方(采高4～8倍)及风巷8平行向内侧20m位置布置，外口利用封闭负压抽放，随着工作面推进，能够很好的吸收采空区裂隙带中高浓度瓦斯富集区，抽放能力高，抽放效果稳定，从而很好的治理上隅角瓦斯。然而在采面推进至顶板初次垮落前后，采用上隅角插管(抽放管Φ400mm)与高位斜交钻孔联合抽采(抽放管Φ200mm、钻孔投影孔深50m，控制风巷8向内侧35m。抽放管每隔40m一组，每组布置7个孔，孔底间距5m，孔底距风巷8的顶板上部15～18m)治理上隅角瓦斯。

以上对本发明所提供的突出煤层的瓦斯治理方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种突出煤层的瓦斯治理方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：当前工作面在掘进过程中，自采区上山或下山起，沿所述当前工作面的风巷(8)底板以下平行掘进风抽巷(7)，并掘进至工作面的切眼(4)的位置；

步骤二：自所述采区上山或所述下山起，沿所述当前工作面的机巷(2)底板以下平行掘进机抽巷(1)，当掘进至所述切眼(4)的位置时，沿所述切眼(4)底板下方平行掘进切抽巷(3)，并与所述风抽巷(7)贯通，构成通风回路；

步骤三：沿所述机抽巷(1)开口向所述当前工作面中部掘进至中煤巷(6)，然后沿所述中煤巷(6)底板以下平行掘进中抽巷(5)；

步骤四：通过所述机抽巷(1)、所述风抽巷(7)和所述中抽巷(5)向上布置穿层孔(11)，并对待掘进巷道所在煤体进行瓦斯预抽作业；

步骤五：沿风巷(8)开口向所述当前工作面中部掘进，然后与所述机巷(2)、所述风巷(8)平行掘进中煤巷(6)至所述切眼(4)；

步骤六：自所述采区上山或所述下山起，沿当前煤层顶板且平行所述风巷(8)掘进高抽巷(9)，通过高抽巷(9)连通采空区裂隙带；

步骤七：对所述高抽巷(9)进行埋管密闭，并对所述高抽巷(9)内的瓦斯进行抽采。

2.根据权利要求1所述的突出煤层的瓦斯治理方法，其特征在于，在所述步骤三、所述步骤五和所述步骤七中，均以所述当前工作面的停采线为起始点进行操作。

3.根据权利要求2所述的突出煤层的瓦斯治理方法，其特征在于，所述机抽巷(1)、所述中抽巷(5)和所述风抽巷(7)分别位于所述机巷(2)、所述中煤巷(6)和所述风巷(8)所处的煤层底板以下垂距为8至12米处。

4.根据权利要求3所述的突出煤层的瓦斯治理方法，其特征在于，所述高抽巷(9)设置于回风巷道上方，并且距离所述回风巷道的顶板为14至17米。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的突出煤层的瓦斯治理方法，其特征在于，所述机巷(2)、所述中煤巷(6)和所述风巷(8)的两帮设置向上方两侧延伸的顺层孔(10)，并且所述顺层孔(10)与对应的所述穿层孔(11)搭接，抽取瓦斯。

6.根据权利要求5所述的突出煤层的瓦斯治理方法，其特征在于，所述穿层孔(11)每隔4.5m至5m设置一个；和/或所述穿层孔(11)每隔2.4m至3.2m设置一个。

7.根据权利要求6所述的突出煤层的瓦斯治理方法，其特征在于，所述切抽巷(3)与所述切眼(4)内错距离为5m至10m。