CN110894794B - 三软特厚煤层综放工作面瓦斯综合治理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及采煤技术领域,具体涉及一种三软特厚煤层综放工作面瓦斯综合治理方法;包括以下步骤:a、底抽巷预抽工作面煤体内瓦斯,b、顶抽巷施工顺层钻孔抽放煤体瓦斯及封闭巷道抽采采空区瓦斯,c、在工作面回风巷施工钻孔进行抽放,d、在工作面进、回风巷掘进期间施工掩护掘进钻孔进行抽放,本发明方法“采用底抽巷+顶抽巷空间立体式”治理工作面瓦斯,保证了进回风巷掘进期间的生产安全,避免出现瓦斯超限情况;施工底抽巷穿层钻孔、顶抽巷及工作面本煤层瓦斯抽放钻孔,以及在回风巷施工顺层钻孔及斜交高位钻孔对工作面煤体瓦斯及上隅角煤体内瓦斯进行抽放,很好的治理了工作面回采期间的瓦斯问题,确保了工作面的安全生产。
Description
技术领域
本发明涉及采煤技术领域,具体涉及一种三软特厚煤层综放工作面瓦斯综合治理方法。
背景技术
综采放顶煤开采工艺在“三软”不稳定特厚煤层中的成功应用,为煤矿创造了较高的经济效益。然而随着工作面单产的提高,绝对瓦斯涌出量明显增大,特别是在采煤工作面过高瓦斯区,时长造成瓦斯超限,煤层煤质松软易碎,随着采深的加深,压力越来越大,在本煤层施工的瓦斯抽放钻孔塌孔严重且成孔困难,单独依靠本煤层抽放治理瓦斯已无法解决工作面瓦斯问题,若不采取确实可行的防治瓦斯措施,安全生产无法保证。
发明内容
本发明为解决三软特厚煤层综放工作面因瓦斯存在影响安全生产的技术问题,提供一种三软特厚煤层综放工作面瓦斯综合治理方法。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案为:一种三软特厚煤层综放工作面瓦斯综合治理方法,其特征在于,包括以下步骤:
a、底抽巷预抽工作面煤体内瓦斯,在工作面进行采掘活动前,施工底抽巷;底抽巷在工作面下方施工,并在底抽巷挂耳式施工钻场,钻场间距30m,并在其钻场内施工穿层钻孔对工作面进行瓦斯预抽,在上帮每个钻场设计施工27个钻孔,钻孔以仰角21-40°施工,施工长度34-67m;在下帮每个钻场设计施工27个钻孔,钻孔以仰角9-28°施工,施工长度31-61m;在底抽巷迎头设计施工32个钻孔,钻孔以仰角3-27°施工,施工长度58-115m;
b、顶抽巷施工顺层钻孔抽放煤体瓦斯及封闭巷道抽采采空区瓦斯,在工作面内错回风巷25m沿煤层顶板施工顶抽巷,在顶抽巷下帮钻场内施工钻孔,每个钻场设计施工钻孔数为12个,钻孔以俯角8°、与巷道夹角63°-117°施工;同时在顶抽巷迎头对开钻场内施工30个掩护工作面切眼掘进钻孔,钻孔以俯角6°施工,与迎头正前方煤壁夹角为73°-160°施工,施工长度为41m-106m;
当顶抽巷与工作面采空区塌通前,在顶抽巷正巷口施工密闭,封闭整条巷道,进行巷道封闭式抽放工作面采空区瓦斯,闭墙上预留两根抽放管路,预留的瓦斯抽放管路每间隔30m左右,将抽放管锯开管路直径的一半,然后再用风筒布或不燃材料将锯口封好防止漏气;
c、在工作面回风巷施工钻孔进行抽放,
①回风巷顺层瓦斯抽放钻孔设计
在回风巷距工作面切眼10m处开始施工顺层瓦斯抽放钻孔,单排钻孔布置,钻孔间距1.2m,钻孔长度为60m,钻孔以俯角5°施工;
②回风巷斜交高位钻孔设计
在回风巷距工作面切眼10m处开始施工斜交高位钻孔,单排钻孔布置,钻孔间距1.2m,钻孔长度为35~45m,钻孔以仰角20°施工;
d、在工作面进、回风巷掘进期间施工掩护掘进钻孔进行抽放,
在进、回风巷每个钻场内布置钻孔,钻孔成上下两排布置,下排钻孔距巷道底板1.2m,上排钻孔距巷道底板1.5m,上排钻孔以仰角5°施工,钻孔长度为60.3m,下排钻孔以平钻施工,钻孔长度为60m,钻孔间距为0.5m,所有钻孔均外偏巷道3°施工;
在工作面掘进回采期间施工本煤层抽放钻孔,进行本煤层抽放瓦斯;通过观察钻孔内瓦斯浓度的变化情况,研究钻孔抽放瓦斯的衰减趋势,进而推断抽放钻孔使用时限及报废时间;通过对比工作面每个钻场内瓦斯抽放钻孔内瓦斯浓度,推断出距工作面迎头多远的距离煤体内赋存游离瓦斯浓度最大,进而判断工作面采掘活动对瓦斯钻孔抽放的影响程度及范围。
进一步的,步骤a中底抽巷距煤层7—10m的位置施工,每一千米巷道施工25个钻场,上帮开设12个钻场,下帮开设13个钻场。
与现有技术相比本发明具有以下有益效果:
本发明方法“采用底抽巷+顶抽巷空间立体式”治理工作面瓦斯,保证了进回风巷掘进期间的生产安全,避免出现瓦斯超限情况,解决了之前因煤层是三软煤层,易塌孔,抽放困难,掩护掘进钻孔抽放效果不佳的疑虑;通过施工底抽巷穿层钻孔、顶抽巷及工作面本煤层瓦斯抽放钻孔能够很好解决工作面掘进回采期间瓦斯问题,再通过在回风巷施工顺层钻孔及斜交高位钻孔对工作面煤体瓦斯及上隅角煤体内瓦斯进行抽放,以及通过上隅角埋管抽放瓦斯,很好的治理了工作面回采期间的瓦斯问题,确保了工作面的安全生产。同时通过分析钻孔内瓦斯浓度的变化趋势及不同地点瓦斯抽放钻孔内瓦斯浓度情况,可以初步得出钻孔的服务时限、回采面煤体游离瓦斯的赋存情况及采掘活动对工作面瓦斯抽放的影响程度,进而为以后采掘工作面的瓦斯治理工作提供参考。
附图说明
图1为实施例1中152105底抽巷穿层钻孔布置图。
图2为实施例1中152105顶抽巷钻孔布置图。
图3为实施例1中52105工作面钻孔布置图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例以本实施例以大同煤矿集团有限责任公司轩岗煤电有限责任公司焦家寨煤矿为例:
焦家寨矿521采区属高瓦斯采区,工作面布置在5#煤层中,5#煤层为我矿主要可采煤层之一,矿井5#煤层厚度约9.5-13.9米,平均11米,煤体松软、易破碎,普氏系数0.2-0.4。
因5#煤层煤质松软易碎,随着采深的加深,压力越来越大,在本煤层施工的瓦斯抽放钻孔塌孔严重且成孔困难,单独依靠本煤层抽放治理瓦斯已无法解52105工作面瓦斯问题。
为了确保52105工作面采掘期间瓦斯问题,保证工作面的安全生产,采用如下方法进行瓦斯综合治理:
(1)52105底抽巷预抽52105工作面煤体内瓦斯:
在52105工作面进行采掘活动前,施工52105底抽巷、52105顶抽巷。52105底抽巷在52105工作面下方距5#煤层7-10m施工,该巷道设计长度为928米,共施工25个钻场,上帮开设12个钻场,下帮开设13个钻场,挂耳式施工钻场,钻场间距30m,并在其钻场内施工穿层钻孔对52105工作面进行瓦斯预抽,在上帮每个钻场设计施工27个钻孔,钻孔以仰角21-40°施工,施工长度34-67m,用以预抽52105工作面回风巷的煤体瓦斯;在下帮每个钻场设计施工27个钻孔,钻孔以仰角9-28°施工,施工长度31-61m,用以预抽52105工作面进风巷的煤体瓦斯。在52105底抽巷迎头设计施工32个钻孔,钻孔以仰角3-27°施工,施工长度58-115m,用以预抽52105工作面切眼的煤体瓦斯。累计施工钻孔工程量约3.6万m,累计预抽瓦斯量为362万m3。52105底抽巷穿层钻孔布置如图1所示。
52105底抽巷上帮短钻孔参数表(1#、3#—25#钻场短钻孔)
52105底抽巷上帮长钻孔参数表(1#、3#—25#钻场长钻孔)
孔号(#) | 仰角(°) | 方位角(°) | 孔深(m) |
1 | 27 | 334 | 67.2 |
2 | 28 | 344 | 63.8 |
3 | 29 | 353 | 62.1 |
4 | 29 | 3 | 61.8 |
5 | 28 | 13 | 63 |
6 | 27 | 22 | 65.5 |
7 | 29 | 330 | 58.1 |
8 | 31 | 344 | 54.7 |
9 | 32 | 353 | 52.6 |
10 | 32 | 3 | 52.2 |
11 | 32 | 15 | 53.6 |
12 | 30 | 26 | 56.5 |
13 | 31 | 323 | 50 |
14 | 35 | 336 | 45.7 |
15 | 37 | 350 | 43.4 |
16 | 37 | 4 | 42.9 |
17 | 36 | 19 | 44.5 |
18 | 33 | 33 | 47.7 |
52105底抽巷下帮短钻孔参数表(2#、4#—24#钻场短钻孔)
52105底抽巷下帮长钻孔参数表(2#、4#—24#钻场长钻孔)
孔号(#) | 仰角(°) | 方位角(°) | 孔深(m) |
1 | 9 | 205 | 61.5 |
2 | 10 | 196 | 58 |
3 | 10 | 187 | 56.1 |
4 | 10 | 177 | 55.9 |
5 | 10 | 167 | 57.2 |
6 | 12 | 158 | 59.8 |
7 | 13 | 209 | 53 |
8 | 14 | 199 | 49 |
9 | 15 | 188 | 46.9 |
10 | 15 | 176 | 46.6 |
11 | 14 | 165 | 48.1 |
12 | 14 | 154 | 51.3 |
13 | 18 | 216 | 45.4 |
14 | 20 | 204 | 40.7 |
15 | 22 | 190 | 38.1 |
16 | 22 | 175 | 37.8 |
17 | 21 | 161 | 39.3 |
18 | 19 | 149 | 43.3 |
预抽52105工作面切眼抽放钻孔参数表
(2)52105顶抽巷施工顺层钻孔抽放煤体瓦斯及封闭巷道抽采采空区瓦斯:
在52105工作面内错回风巷约25m沿5#煤层顶板施工52105顶抽巷,在52105顶抽巷下帮钻场内施工钻孔,每个钻场设计施工钻孔数为12个,钻孔以俯角8°、与巷道夹角63°-117°施工,施工长度60m,用于抽放52105工作面内煤体中瓦斯。同时在52105顶抽巷迎头对开钻场内施工30个掩护52105工作面切眼掘进钻孔,钻孔以俯角6°施工,与迎头正前方煤壁夹角为73°-160°施工,施工长度为41m-106m。52105顶抽巷钻孔布置如图2所示。
当52105顶抽巷预计与52105工作面采空区塌通前,在顶抽巷正巷口施工密闭,封闭整条巷道,进行巷道封闭式抽放52105工作面采空区瓦斯,闭墙上预留两根抽放管路,预留的瓦斯抽放管路每间隔30m左右,将抽放管锯开管路直径的一半,然后再用风筒布或不燃材料将锯口封好防止漏气。用以抽放工作面采空区瓦斯。
(3)在52105工作面回风巷施工钻孔进行抽放:
①回风巷顺层瓦斯抽放钻孔设计
在52105回风巷距工作面切眼10m处开始施工顺层瓦斯抽放钻孔,单排钻孔布置,钻孔间距约1.2m,钻孔长度为60m,钻孔以俯角5°施工。
②回风巷斜交高位钻孔设计
在52105回风巷距工作面切眼10m处开始施工斜交高位钻孔,单排钻孔布置,钻孔间距约1.2m,钻孔长度为35~45m,钻孔以仰角20°施工。52105工作面钻孔布置如图3所示。
(4)在52105工作面进、回风巷掘进期间施工掩护掘进钻孔进行抽放
在进、回风巷每个钻场内布置钻孔,钻孔成上下两排布置,下排钻孔距巷道底板1.2m,上排钻孔距巷道底板1.5m,上排钻孔以仰角5°施工,钻孔长度为60.3m,下排钻孔以平钻施工,钻孔长度为60m,钻孔间距为0.5m,所有钻孔均外偏巷道3°施工。
在52105工作面掘进回采期间施工本煤层抽放钻孔,进行本煤层抽放瓦斯。通过观察钻孔内瓦斯浓度的变化情况,研究钻孔抽放瓦斯的衰减趋势,进而推断抽放钻孔使用时限及报废时间;通过对比工作面每个钻场内瓦斯抽放钻孔内瓦斯浓度,推断出距工作面迎头多远的距离煤体内赋存游离瓦斯浓度最大,进而判断工作面采掘活动对瓦斯钻孔抽放的影响程度及范围。
Claims (2)
1.一种三软特厚煤层综放工作面瓦斯综合治理方法,其特征在于,包括以下步骤:
a、底抽巷预抽工作面煤体内瓦斯,在工作面进行采掘活动前,施工底抽巷;底抽巷在工作面下方施工,并在底抽巷挂耳式施工钻场,钻场间距30m,并在其钻场内施工穿层钻孔对工作面进行瓦斯预抽,在上帮每个钻场设计施工27个钻孔,钻孔以仰角21-40°施工,施工长度34-67m;在下帮每个钻场设计施工27个钻孔,钻孔以仰角9-28°施工,施工长度31-61m;在底抽巷迎头设计施工32个钻孔,钻孔以仰角3-27°施工,施工长度58-115m;
b、顶抽巷施工顺层钻孔抽放煤体瓦斯及封闭巷道抽采采空区瓦斯,在工作面内错回风巷25m沿煤层顶板施工顶抽巷,在顶抽巷下帮钻场内施工钻孔,每个钻场设计施工钻孔数为12个,钻孔以俯角8°、与巷道夹角63°-117°施工;同时在顶抽巷迎头对开钻场内施工30个掩护工作面切眼掘进钻孔,钻孔以俯角6°施工,与迎头正前方煤壁夹角为73°-160°施工,施工长度为41m-106m;
当顶抽巷与工作面采空区塌通前,在顶抽巷正巷口施工密闭,封闭整条巷道,进行巷道封闭式抽放工作面采空区瓦斯,闭墙上预留两根抽放管路,预留的瓦斯抽放管路每间隔30m左右,将抽放管锯开管路直径的一半,然后再用风筒布或不燃材料将锯口封好防止漏气;
c、在工作面回风巷施工钻孔进行抽放,
在回风巷距工作面切眼10m处开始施工顺层瓦斯抽放钻孔,单排钻孔布置,钻孔间距1.2m,钻孔长度为60m,钻孔以俯角5°施工;
在回风巷距工作面切眼10m处开始施工斜交高位钻孔,单排钻孔布置,钻孔间距1.2m,钻孔长度为35~45m,钻孔以仰角20°施工;
d、在工作面进、回风巷掘进期间施工掩护掘进钻孔进行抽放,
在进、回风巷每个钻场内布置钻孔,钻孔成上下两排布置,下排钻孔距巷道底板1.2m,上排钻孔距巷道底板1.5m,上排钻孔以仰角5°施工,钻孔长度为60.3m,下排钻孔以平钻施工,钻孔长度为60m,钻孔间距为0.5m,所有钻孔均外偏巷道3°施工;
在工作面掘进回采期间施工本煤层抽放钻孔,进行本煤层抽放瓦斯;通过观察钻孔内瓦斯浓度的变化情况,研究钻孔抽放瓦斯的衰减趋势,进而推断抽放钻孔使用时限及报废时间;通过对比工作面每个钻场内瓦斯抽放钻孔内瓦斯浓度,推断出距工作面迎头多远的距离煤体内赋存游离瓦斯浓度最大,进而判断工作面采掘活动对瓦斯钻孔抽放的影响程度及范围。
2.根据权利要求1所述的三软特厚煤层综放工作面瓦斯综合治理方法,其特征在于,步骤a中底抽巷距煤层7-10m的位置施工,每一千米巷道施工25个钻场,上帮开设12个钻场,下帮开设13个钻场。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 037003 xinpingwang mining area, Datong City, Shanxi Province Applicant after: Jinneng holding Coal Group Co.,Ltd. Address before: 037003 Wangxiao North Street, Xinping, Datong City, Shanxi Province Applicant before: Datong Coal Mine Group Co.,Ltd. |
|
CB02 | Change of applicant information | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |