CN107191218B - 一种悬渣水封爆破增透与抽采瓦斯的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种悬渣水封爆破增透与抽采瓦斯的方法，利用爆破药柱的爆破作用，在煤层和煤层底板分别产生大量裂隙；为了避免裂隙自动闭合，在炸药的周围充满携带有覆膜核桃壳颗粒的悬渣液，炸药爆破瞬间会将悬渣液挤压入裂隙网络中，而炸药爆炸产生的高压爆生气体则将悬渣液推送到更远的裂隙中。爆破作业完成后，水会沿着裂隙网络流出，而覆膜核桃壳颗粒则会留在裂隙中，支撑裂隙网络，从而大大延长了裂隙的导流时间，大幅提高瓦斯抽采效率。本发明的方法简单、成本低廉，易于实现。
Description
技术领域
本发明涉及煤层的瓦斯抽采领域，具体涉及一种悬渣水封爆破增透与抽采瓦斯的方法。
背景技术
我国多数矿区已进入深部开采，深部煤层的瓦斯含量增大、煤层瓦斯压力更高，导致开采过程面临极高的煤与瓦斯突出危险。为了消除煤层的突出危险性，对煤层进行瓦斯抽采是防止煤与瓦斯突出的根本措施。我国的煤与瓦斯突出煤层普遍具有瓦斯含量高、透气性小的特点，瓦斯抽采效率极低。为了高效抽采煤层瓦斯，采取必要的增透措施是必不可少的，例如开采保护层、底板巷道预抽等措施。由于我国的突出煤层的透气性普遍较低，即使采用底板巷道预抽技术，也必须配合必要的增透措施，例如水力压裂增透技术、水力冲孔技术及深孔预裂爆破技术等。其中，深孔预裂爆破增透技术相比其他技术具有适应好的特点，即使在地质构造复杂的区域也能使用。而水力压裂增透技术则要求地质条件简单、应力场均匀等，这一点在很多煤矿都难以满足。
虽然深孔预裂爆破增透技术的适用范围较广，且增透的效果非常明显，但爆破作业后，在地应力的条件下，煤岩层内产生的裂隙很可能会被压实，导致裂隙失去导流效果。这个问题在很多煤矿都出现过，导致爆破后1天内能够抽采高浓度瓦斯，但不能持续较长时间。
因此有必要发明一种能够防止爆破裂隙被压实、能够在煤层中长期抽采高浓度瓦斯的爆破增透技术。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种悬渣水封爆破增透与抽采瓦斯的方法，适用于低透气煤层的瓦斯抽采。
为了解决上述问题，本发明提供的技术方案为：
一种悬渣水封爆破增透与抽采瓦斯的方法，包括以下步骤：
1、在底板巷道(1)向煤层(2)施工若干穿层爆破钻孔(3)；将爆破药柱(4)送入所述穿层爆破钻孔(3)内，使钻孔顶端至煤层(2)下方1米的钻孔段充满爆破药柱(4)；对每个所述穿层爆破钻孔(3)进行封孔作业，封孔位置达到爆破药柱(4)的下方1米；从所述穿层爆破钻孔(3)内引出注水管(5)和返水管(6)；
2、将覆膜核桃壳颗粒(7)与水按照1:1的质量比放入水箱(8)中配置成悬渣液(9)，利用注水管(5)将悬渣液(9)注入所述穿层爆破钻孔(3)中，当返水管(6)流出液体时，停止注入悬渣液(9)，并将注水管(5)和返水管(6)封堵：
3、同时引爆所述穿层爆破钻孔(3)中的爆破药柱(4)，爆破作业完成1小时后，打开注水管(5)和返水管(6)排出钻孔内残留的水，覆膜核桃壳颗粒(7)会留在爆生裂隙(10)中起支撑作用，将注水管(5)和返水管(6)连接井下抽采管路抽采瓦斯。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明利用爆破药柱的爆破作用，在煤层和煤层底板分别产生大量裂隙，形成裂隙网络，同时利用爆破的推动力，将悬浮着覆膜核桃壳颗粒的水挤压入裂隙网络中。排水后，覆膜核桃壳颗粒停留在裂隙网络中支撑着裂隙，实现了裂隙网络的长期高效导流作用，大大提高了瓦斯抽采率。本发明的方法简单、成本低廉，易于实现。
附图说明
图1为本发明的结构平面示意图。
图2为本发明的钻孔在注入悬渣液后的示意图。
图3为本发明的覆膜核桃壳颗粒支撑爆生裂隙的示意图。
图中：1、底板巷道；2、煤层；3、穿层爆破钻孔；4、爆破药柱；5、注水管；6、返水管；7、覆膜核桃壳颗粒；8、水箱；9、悬渣液；10、爆生裂隙。
具体实施方式
下面对本发明做进一步说明：
一种悬渣水封爆破增透与抽采瓦斯的方法，包括以下步骤：
1、在底板巷道(1)向煤层(2)施工1组穿层爆破钻孔(3)，数量为6～8个；将具有防水性能的爆破药柱(4)送入所述穿层爆破钻孔(3)内，使钻孔顶端至煤层(2)下方1米的钻孔段充满爆破药柱(4)；采用常规封孔方法对每个所述穿层爆破钻孔(3)进行封孔作业，封孔位置达到爆破药柱(4)的下方1米；从所述穿层爆破钻孔(3)内引出注水管(5)和返水管(6)；
2、在爆破作业前2小时，将粒径为3～5mm的覆膜核桃壳颗粒(7)与水按照1:1的质量比放入水箱(8)中配置成悬渣液(9)，利用注水管(5)将悬渣液(9)注入所述穿层爆破钻孔(3)中，当返水管(6)流出液体时，停止注入悬渣液(9)，并将注水管(5)和返水管(6)封堵：
3、同时引爆1组所有的穿层爆破钻孔(3)中的爆破药柱(4)，爆破作业完成1小时后，打开注水管(5)和返水管(6)排出钻孔内残留的水，覆膜核桃壳颗粒(7)会留在爆生裂隙(10)中起支撑作用，将注水管(5)和返水管(6)连接井下抽采管路抽采瓦斯。
深孔预裂爆破增透技术的适用范围较广，即使在地质构造复杂的区域也能较好地发挥作用。如果在煤层中放置炸药进行爆破，会在煤层中产生大量裂隙，但由于煤体的强度较低，在地应力的作用下裂隙会自动闭合，从而失去导流作用。如果在岩层中爆破则会导致同样的问题，爆破后短时间内岩体内的裂隙可以保持较大的空隙，但地应力的作用会使空隙变小，从而降低导流作用。
当在煤层与底板的交界位置放置炸药时，煤层和底板岩石内均会产生大量裂隙，均能起到导流作用。而为了避免裂隙自动闭合，在炸药的周围充满携带有覆膜核桃壳颗粒的悬渣液，炸药爆破瞬间会将悬渣液挤压入裂隙网络中，而炸药爆炸产生的爆生气体则会利用高压将悬渣液推送到更远的裂隙中。爆破作业完成后，水会沿着裂隙网络流出，而覆膜核桃壳颗粒则会留在裂隙中，支撑裂隙网络，从而大大延长了裂隙的导流时间，大幅提高瓦斯抽采效率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.一种悬渣水封爆破增透与抽采瓦斯的方法，包括以下步骤：
a,在底板巷道(1)向煤层(2)施工若干穿层爆破钻孔(3)；将爆破药柱(4)送入所述穿层爆破钻孔(3)内，使钻孔顶端至煤层(2)下方1米的钻孔段充满爆破药柱(4)；对每个所述穿层爆破钻孔(3)进行封孔作业，封孔位置达到爆破药柱(4)的下方1米；从所述穿层爆破钻孔(3)内引出注水管(5)和返水管(6)，返水管(6)的顶端位于所述穿层爆破钻孔(3)的顶端；
b,在爆破作业前2小时，将覆膜核桃壳颗粒(7)与水按照1:1的质量比放入水箱(8)中配置成悬渣液(9)，利用注水管(5)将悬渣液(9)注入所述穿层爆破钻孔(3)中，当返水管(6)流出液体时，停止注入悬渣液(9)，并将注水管(5)和返水管(6)封堵：
c,同时引爆所述穿层爆破钻孔(3)中的爆破药柱(4)，打开注水管(5)和返水管(6)排出钻孔内残留的水，覆膜核桃壳颗粒(7)会留在爆生裂隙(10)中起支撑作用，将注水管(5)和返水管(6)连接井下抽采管路抽采瓦斯。
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