CN106223998B - 一种近距离坚硬顶板下岩石保护层工作面瓦斯治理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种近距离坚硬顶板下岩石保护层工作面瓦斯治理方法，在没有保护层开采条件下，利用突出煤层底板合适层位的软弱泥岩作为保护层，泥岩工作面采用Y型下行通风，采用被保护层煤巷、顺层钻孔、下向穿层钻孔，泥岩工作面巷道的上向穿层钻孔、滞后钻孔以及采空区埋管等方式抽采被保护层和采空区瓦斯。在预先施工的煤巷中布置顺层钻孔和其下邻近突出煤层的穿层钻孔，抽采泥岩工作面被保护区域上段区域卸压煤层的瓦斯；被保护煤层对应的下段区域的卸压瓦斯采用泥岩工作面的滞后钻孔抽采，每一施工地点布置两个迎向工作面的滞后穿层孔；在沿空巷充填墙顶部埋管抽采、控制采空区瓦斯；被保护层煤巷分段密闭巷道抽采瓦斯。

Description

一种近距离坚硬顶板下岩石保护层工作面瓦斯治理方法

技术领域

本发明涉及矿井瓦斯防治技术领域，适用于保护层开采瓦斯抽采技术方法。

背景技术

抽采瓦斯是高瓦斯煤层和突出煤层开采过程中，瓦斯治理的主要内容，是预防煤矿瓦斯事故的核心。当前煤层瓦斯抽采主要采用钻孔法和巷道法两种。对于突出煤层开采时的瓦斯治理，一般是先掘进一条岩巷，采用穿层钻孔预抽，再在消突的煤层中掘进煤巷，采用顺层钻孔预抽。或者是在消突的煤层中采用顺层钻孔预抽，消突后在顺层钻孔覆盖区域再施工煤层巷道，继续采用顺层钻孔预抽的方法。由于我国大部分突出煤层均为低透气性煤层，这些方法实施时，往往需要辅助增透措施。淮南矿区针对突出煤层群开采时，采用保护层开采方式，选择合适的岩层，施工岩巷，采用穿层钻孔和地面钻井抽采卸压瓦斯，开采工作面采用顺层钻孔、穿层钻孔和采空区埋管抽采瓦斯。平煤集团己组煤层不具备保护层开采条件，一直以来采用岩巷穿层钻孔抽采，由于煤层透气性低，抽采时间长，效率不高。但己组煤层底板庚组煤厚约0.4m，其底板为泥岩，可将庚组及其底板泥岩作为保护层，但庚组煤层顶板有一层厚约2.4m的硬灰岩和约7m的砂岩，在此条件下的己组，包括己15，16和己17的瓦斯治理，需要研究相应的泥岩保护层开采条件下瓦斯治理技术方法。

发明内容

为实现无保护层开采条件下煤层瓦斯安全高效治理，本发明提出一种近距离坚硬顶板下岩石保护层工作面瓦斯治理方法。

一种近距离坚硬顶板下岩石保护层工作面瓦斯治理方法，是在没有保护层开采条件下，利用突出煤层底板合适层位的软弱泥岩作为保护层，泥岩工作面采用Y型下行通风，采用被保护层煤巷、顺层钻孔、下向穿层钻孔，泥岩工作面巷道的上向穿层钻孔、滞后钻孔以及采空区埋管等方式抽采被保护层瓦斯和采空区瓦斯。

泥岩工作面采用沿空留巷方式，下进风巷位置砌充填墙，构造Y型通风，考虑到泥岩顶板为坚硬岩层，在充填墙施工完成后，采用爆破切顶方式，切割泥岩层顶板坚硬岩石，迫使泥岩工作面顶板冒落，增加被保护煤层透气性，为被保护层瓦斯抽采创造条件。

在被保护煤层非突出危险区预先施工一条煤巷，在煤巷中施工顺层钻孔和其下邻近突出煤层的穿层钻孔，抽采泥岩工作面被保护区域上段区域卸压煤层的瓦斯。泥岩工作面开采期间，该煤层巷道采用分段密闭巷道抽采瓦斯方式，作为顺层钻孔和穿层钻孔抽采瓦斯过程中的辅助手段。

在泥岩工作面下进风巷道中施工穿层钻孔，抽采泥岩工作面对应被保护煤层的未充分卸压区瓦斯，钻孔覆盖范围为泥岩工作面下进风巷投影位置两侧各15m区间。

泥岩工作面被保护煤层对应的下段区域的卸压瓦斯采用泥岩工作面的滞后钻孔抽采，滞后钻孔在泥岩工作面沿空留巷内施工，施工时机控制在施工地点距离工作面30～50m范围内，每一施工地点布置两个迎向工作面的穿层孔，终孔点穿透被保护层顶板0.5m。

为防止卸压的被保护层未经上述钻孔或巷道抽采的瓦斯进入泥岩工作面回风巷，在沿空巷充填墙顶部，每隔15～20m布置一个直径300mm的抽采管，采用埋管抽采经泥岩工作面采空区进入巷道空间的瓦斯。

本发明在无保护层开采条件下，以泥岩作为保护层开采条件提出的瓦斯治理方法，包含了瓦斯源的瓦斯抽采，瓦斯运移通道中的瓦斯抽采；既涉及卸压区瓦斯抽采，也考虑到了未充分卸压区的瓦斯抽采，是消除被保护层突出危险性的方法，也是防止工作面开采过程中瓦斯超限的方法，为实现突出煤层的安全开采提供了技术保障。

附图说明

图1是一种近距离坚硬顶板下岩石保护层工作面瓦斯治理方法示意图。

图中标号：1—己15,16被保护煤层、2—被保护层煤巷、3—突出危险区边界线、4—被保护煤层顺层钻孔、5—滞后钻孔、6—沿空巷切顶爆破后顶板岩石破断线、7—泥岩下进风巷穿层钻孔、8—泥岩工作面上进风巷、9—被保护层煤巷下向穿层钻孔、10—己17被保护煤层、11—泥岩工作面冒落带、12—泥岩工作面沿空巷充填墙、13—泥岩工作面沿空巷、14—泥岩层、15—充填墙采空区埋管、16—泥岩工作面下进风巷、17—泥岩工作面回风巷。

具体实施方式

如图1所示，一种近距离坚硬顶板下岩石保护层工作面瓦斯治理方法，是在没有保护层开采条件下，利用突出煤层底板合适层位的软弱泥岩作为保护层，泥岩工作面采用Y型下行通风，采用被保护层煤巷、顺层钻孔、下向穿层钻孔，泥岩工作面巷道的上向穿层钻孔、滞后钻孔以及采空区埋管等方式抽采被保护层瓦斯和采空区瓦斯。

泥岩工作面采用沿空留巷方式，下进风巷位置砌充填墙，构造Y型通风，考虑到泥岩顶板为坚硬岩层，在充填墙施工完成后，采用爆破切顶方式，切割泥岩层顶板坚硬岩石，迫使泥岩工作面顶板冒落，增加被保护煤层透气性，为被保护层瓦斯抽采创造条件。

在被保护煤层非突出危险区预先施工一条煤巷，在煤巷中施工煤层的顺层钻孔和其下邻近突出煤层的穿层钻孔，抽采泥岩工作面被保护区域上段区域卸压煤层的瓦斯。泥岩工作面开采期间，该煤层巷道采用分段密闭巷道抽采瓦斯方式，作为顺层钻孔和穿层钻孔抽采瓦斯过程中的辅助手段。

在泥岩工作面下进风巷道中施工穿层钻孔，抽采泥岩工作面对于被保护煤层的未充分卸压区瓦斯，钻孔覆盖范围为泥岩工作面下进风巷投影位置两侧各15m区间。

泥岩工作面被保护煤层对应的下段区域的卸压瓦斯采用泥岩工作面的滞后钻孔抽采，滞后钻孔在泥岩工作面沿空留巷内施工，施工时机控制在施工地点距离工作面30～50m范围内，每一施工地点布置两个迎向工作面的穿层孔，终孔点穿透被保护层顶板0.5m。

为防止卸压的被保护层未经上述钻孔或巷道抽采的瓦斯进入泥岩工作面回风巷，在沿空巷充填墙顶部，每隔15～20m布置一个直径300mm的抽采管，采用埋管抽采经泥岩工作面采空区进入巷道空间的瓦斯。

Claims (4)

1.一种近距离坚硬顶板下岩石保护层工作面瓦斯治理方法，在没有保护层开采条件下，利用突出煤层底板合适层位的软弱泥岩作为保护层，泥岩工作面采用Y型下行通风，采用被保护层煤巷、顺层钻孔、下向穿层钻孔，泥岩工作面巷道的上向穿层钻孔、滞后钻孔以及采空区埋管方式抽采被保护层瓦斯和采空区瓦斯，所述泥岩工作面Y型通风是采用沿空留巷方式，在下进风巷位置砌充填墙（12），充填墙（12）施工完成后，采用爆破切顶方式，切割泥岩层顶板坚硬岩石，其特征在于，所述的保护层煤巷在泥岩工作面开采前提前布置，并预先施工巷道所在煤层的顺层钻孔（4）和下向穿层钻孔（10），抽采被保护区域上段区域卸压煤层的瓦斯，泥岩工作面开采期间，采用分段密闭巷道抽采瓦斯，作为顺层钻孔和穿层钻孔抽采瓦斯过程中的辅助手段。

2.根据权利要求1所述的近距离坚硬顶板下岩石保护层工作面瓦斯治理方法，其特征在于，所述泥岩工作面巷道的穿层钻孔（7），在泥岩工作面下进风巷道掘进期间，滞后工作面迎头一定距离开始施工，钻孔覆盖范围为泥岩工作面下进风巷投影位置两侧各15m，钻孔间距走向×倾向=10m×5m。

3.根据权利要求1所述的近距离坚硬顶板下岩石保护层工作面瓦斯治理方法，其特征在于，所述滞后钻孔（5）在泥岩工作面沿空留巷内施工，施工时机控制在施工地点距离工作面30~50m范围内，每一施工地点布置两个迎向工作面的穿层孔，终孔点穿透被保护层顶板0.5m。

4.根据权利要求1所述的近距离坚硬顶板下岩石保护层工作面瓦斯治理方法，其特征在于，所述采空区埋管（15）用于抽采采空区瓦斯，布置在充填墙顶部，每隔15~20m布置一个直径300mm的抽采管。