CN111828081A - 一种利用复合钻孔抽采瓦斯和防灭火的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种利用复合钻孔抽采瓦斯和防灭火的方法，属于煤矿灾害防治方法。在高瓦斯易自燃煤层的顶板或者底板岩巷中设置钻场，向该煤层施工复合钻孔，然后按以下阶段进行煤矿灾害防治：首先，在煤层开采之前，利用复合钻孔预抽煤层中的瓦斯，消除煤层的煤与瓦斯突出危险性；其次，开采该煤层，利用原来的复合钻孔以负压的方式抽采开采层的采空区瓦斯；最后，在煤层开采过程中，再次利用原有的复合钻孔向开采层的采空区中注入氮气或者高压水泥浆，防止采空区遗煤自燃发火。此方法可在高瓦斯易自燃煤层开采前后综合利用复合钻孔实现瓦斯抽采与防灭火的目的，工作效率高，瓦斯抽采率高，防灭火效果好，节约工程成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤矿灾害防治方法，具体地说是一种利用复合钻孔抽采瓦斯和防灭火的方法。
背景技术
在高瓦斯易自燃煤层开采过程中，由于其瓦斯含量高，赋存于煤层中的瓦斯受采动卸压的影响而大量涌出，易发生煤与瓦斯突出等动力灾害，因此，在煤层开采之前，需要采取措施消除煤层的煤与瓦斯突出危险性。在煤层开采过后，由于采空区遗煤和岩石松散程度大，煤壁和工作面瓦斯大量涌入采空区，易造成采空区瓦斯超限；另外，由于空气的涌入，当采空区氧气浓度达到合适的范围之后，存在于采空区中的遗煤将发生氧化甚至自燃发火，产生大量有毒有害气体，甚至引起瓦斯爆炸。
目前，许多矿井都是采用单一的地面钻井或井下穿层钻孔，预抽高瓦斯易自燃煤层中的瓦斯，而在煤层开采时，通常采用采空区埋管的方式抽采采空区瓦斯。在采空区遗煤存在自燃发火的危险时，通常是在工作面和进、回风巷道交界处利用高压泵和管路向采空区注入氮气或者高压水泥浆。而目前这种在高瓦斯易自燃煤层中实施的瓦斯抽采和防灭火技术并不能对抽采钻孔进行充分利用，而且在采空区埋管时，预埋管道容易被垮落的岩石破坏掉，同时，在向采空区注入氮气或者高压水泥浆时会影响工作面的正常推进，另外，普通的防灭火措施不能精准定位遗煤自燃发火部位，防灭火效率低，成本高。
发明内容
本发明克服了上述技术中存在的缺陷，提供了一种工作效率高、瓦斯抽采率高、防灭火效果好且经济实惠的利用复合钻孔抽采瓦斯和防灭火的方法。
本发明的目的是这样实现的，该煤矿灾害防治方法适用于在高瓦斯易自燃煤层中进行瓦斯抽采和防灭火，具体方法如下：在高瓦斯易自燃煤层(1)的顶板或者底板岩巷中设置钻场(2)，向煤层(1)施工复合钻孔(3)，然后按以下阶段进行煤矿灾害防治：
第一阶段：在煤层(1)开采之前，利用复合钻孔(3)预抽煤层(1)中的瓦斯，消除煤层(1)的煤与瓦斯突出危险性；
第二阶段：开采煤层(1)，利用原来的复合钻孔(3)以负压的方式抽采开采层的采空区(4)瓦斯；
第三阶段：在煤层(1)开采过程中，再次利用原有的复合钻孔(3)向开采层的采空区(4)中注入氮气或者高压水泥浆，防止采空区(4)遗煤自燃发火。
所述的在煤层(1)的顶板或者底板岩巷钻场(2)中施工的复合钻孔(3)全程安装钢套管(5)防护，在钢套管(5)伸入煤层(1)的部分要打上筛孔(6)。
有益效果：由于采用了上述方案，1、通过在高瓦斯易自燃煤层中施工复合钻孔抽采瓦斯和防灭火，能够实现对钻孔的充分利用；2、钻孔在煤层顶、底板岩巷中施工，管路不易受到破坏；3、可对采空区自燃发火区域进行准确定位并实施防灭火措施；4、实施防灭火措施时不会和工作面的正常推进产生冲突。
优点：该方法能实现在高瓦斯易自燃煤层中抽采瓦斯和防灭火的目的，工作效率高，瓦斯抽采率高，防灭火效果好，节约工程成本。
附图说明
图1为本发明整体示意图。
图2为本发明在煤层顶板岩巷中施工钻孔时瓦斯流向示意图。
图3为本发明在煤层底板岩巷中施工钻孔时瓦斯流向示意图。
图4为本发明在煤层顶板岩巷中施工钻孔时采空区瓦斯流向示意图。
图5为本发明在煤层底板岩巷中施工钻孔时采空区瓦斯流向示意图。
图6为本发明在煤层顶板岩巷中施工钻孔时采空区氮气或高压水泥浆流向示意图。
图7为本发明在煤层底板岩巷中施工钻孔时采空区氮气或高压水泥浆流向示意图。
图8为本发明在煤层顶板岩巷中施工钻孔时钻孔结构示意图。
图9为本发明在煤层底板岩巷中施工钻孔时钻孔结构示意图。
图中，l、煤层，2、钻场，3、复合钻孔，4、采空区，5、钢套管，6、筛孔。
具体实施方式
本发明适用于在高瓦斯易自燃煤层中进行瓦斯抽采和防灭火，下面对本发明具体实施方式进行说明：
具体方法为：在高瓦斯易自燃煤层(1)的顶板或者底板岩巷中每隔20m设置一个钻场(2)，对煤层(1)前后各10m区域施工密集复合钻孔(3)，在煤层(1)中的终孔间距为4m×4m。由钻场(2)位置和终孔间距以及煤层(1)位置确定复合钻孔(3)的方位角和倾角，从而进行施工。
具体实施中，利用复合钻孔(3)按以下阶段进行煤矿灾害防治：
第一阶段：在煤层(1)开采之前，利用复合钻孔(3)预抽煤层(1)中的瓦斯，消除煤层(1)的煤与瓦斯突出危险性；
第二阶段：开采煤层(1)，利用原来的复合钻孔(3)以负压的方式抽采开采层的采空区(4)瓦斯；
第三阶段：在煤层(1)开采过程中，再次利用原有的复合钻孔(3)向开采层的采空区(4)中注入氮气或者高压水泥浆，防止采空区(4)遗煤自燃发火。
当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的指导下，所做出的所有等同替换、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。
Claims (2)
1.一种利用复合钻孔抽采瓦斯和防灭火的方法，其特征是：在高瓦斯易自燃煤层(1)的顶板或者底板岩巷中设置钻场(2)，向煤层(1)施工复合钻孔(3)，然后按以下阶段进行煤矿灾害防治：
第一阶段：在煤层(1)开采之前，利用复合钻孔(3)预抽煤层(1)中的瓦斯，消除煤层(1)的煤与瓦斯突出危险性；
第二阶段：开采煤层(1)，利用原来的复合钻孔(3)以负压的方式抽采开采层的采空区(4)瓦斯；
第三阶段：在煤层(1)开采过程中，再次利用原有的复合钻孔(3)向开采层的采空区(4)中注入氮气或者高压水泥浆，防止采空区(4)遗煤自燃发火。
2.根据权利要求1所述的一种利用复合钻孔抽采瓦斯和防灭火的方法，其特征是：所述的在煤层(1)的顶板或者底板岩巷钻场(2)中施工的复合钻孔(3)全程安装钢套管(5)防护，在钢套管(5)伸入煤层(1)的部分要打上筛孔(6)。
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