CN112253240A - 一种高瓦斯工作面采空区密闭封存方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高瓦斯工作面采空区密闭封存方法，其通过在工作面推进前，将巷道内背离预采区的煤柱侧距离工作面一定距离的表面喷涂上预设防护喷涂材料，再进行工作面推进，直至工作面推进不超过喷涂区域的时候，再延续进行喷涂该预设防护喷涂材料，以此延续，直至工作面到达停采线，在撤离工作面后，对停采线处煤柱表面喷涂防护材料进行封闭，巷道已喷涂表面延续喷涂该预设防护喷涂材料至预定距离后封闭巷道，从而避免因气压差导致采空区瓦斯沿煤柱裂隙向工作面巷道涌出造成瓦斯激增的问题，提高矿井施工的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿安全技术领域，特别涉及一种高瓦斯工作面采空区密闭封存方法。
背景技术
随着煤矿开采深度的增加，瓦斯含量不断增大，煤矿工作面瓦斯易积聚造成超限，形成瓦斯爆炸风险，严重影响了矿井的安全生产。深部高瓦斯工作面不仅瓦斯赋存条件复杂，采空区的遗煤更易造成采空区瓦斯浓度增高，而由于矿山压力影响普遍采用的区段小煤柱虽然使得矿压显现减弱，但却不可避免使得煤柱受载产生裂隙，在气压差的作用下采空区瓦斯沿煤柱裂隙向工作面巷道涌出造成瓦斯激增，影响煤矿安全生产。因此，亟需一项采空区瓦斯治理技术解决采空区瓦斯沿小煤柱裂隙涌出问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明旨在提出一种高瓦斯工作面采空区密闭封存方法，跟随工作面推进时预先对进回风巷背离采空区侧煤柱表面进行防护材料喷涂，避免因气压差导致采空区瓦斯沿煤柱裂隙向工作面巷道涌出造成瓦斯激增的问题，提高矿井施工的安全性。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明公开了一种高瓦斯工作面采空区密闭封存方法，其包括：
在煤层预采区两侧掘进至目标位置的巷道，并在所述巷道最深处开设开切眼连通所述巷道以形成进风巷和回风巷；
在所述开切眼靠近所述预采区的一侧布置工作面，在所述开切眼背离所述预采区的一侧的煤柱表面喷涂预设防护喷涂材料；
在所述工作面朝所述预采区推进前，将所述巷道内背离所述预采区的煤柱侧表面喷涂上范围自所述工作面起沿着推进方向上延伸第一预设距离的所述预设防护喷涂材料；
所述工作面朝所述预采区推进第二预设距离后停止，延续对所述巷道内背离所述预采区的煤柱侧表面喷涂所述预设防护喷涂材料，使得喷涂覆盖范围自当前所述工作面位置起沿着推进方向上延伸所述第一预设距离，所述第一预设距离不小于所述第二预设距离；
当所述工作面推进至预设停采线时，所述工作面收作，在所述停采线处的煤柱表面喷涂所述预设防护喷涂材料，并延续对所述巷道内背离所述预采区的煤柱侧表面喷涂所述预设防护喷涂材料，使得喷涂覆盖范围自所述停采线位置起沿着推进方向上延伸第三预设距离；
对所述进风巷和回风巷进行封闭。
本发明实施例通过在工作面推进前，将巷道内背离预采区的煤柱侧距离工作面一定距离的表面喷涂上预设防护喷涂材料，再进行工作面推进，等到工作面推进到不超过喷涂区域的时候，再延续进行喷涂该预设防护喷涂材料，以此延续，直至工作面到达停采线，再撤离工作面后，将停采线处煤柱表面喷涂封闭，巷道已喷涂表面延续喷涂该预设防护喷涂材料至预定距离后封闭巷道，从而避免因气压差导致采空区瓦斯沿煤柱裂隙向工作面巷道涌出造成瓦斯激增的问题，提高矿井施工的安全性。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的一种高瓦斯工作面采空区密闭封存方法的流程示意图；
图2为本发明实施例所述的一种高瓦斯工作面采空区密闭封存方法的采区首采实施例的初始喷涂位置示意图；
图3为本发明实施例所述的一种高瓦斯工作面采空区密闭封存方法的采区首采的中间喷涂位置示意图；
图4为本发明实施例所述的一种高瓦斯工作面采空区密闭封存方法的采区首采的最终喷涂位置示意图；
图5为本发明实施例所述的另一种高瓦斯工作面采空区密闭封存方法的非采区首采的最初喷涂位置示意图；
图6为本发明实施例所述的另一种高瓦斯工作面采空区密闭封存方法的非采区首采的中间喷涂位置示意图；
图7为本发明实施例所述的另一种高瓦斯工作面采空区密闭封存方法的采区首采的非最终喷涂位置示意图。
附图标记说明：
1-开切眼，2-预设防护喷涂材料，3-采空区，4-停采线，5-保护煤柱线，6-永久密闭墙，7-区段煤柱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参见图1，为本发明提供了一种高瓦斯工作面采空区密闭封存方法的流程示意图，该高瓦斯工作面采空区密闭封存方法包括以下步骤S101-S106：
步骤S101：在煤层预采区两侧掘进至目标位置的巷道，并在所述巷道最深处开设开切眼连通所述巷道以形成进风巷和回风巷。
步骤S102：在所述开切眼靠近所述预采区的一侧布置工作面，在所述开切眼背离所述预采区的一侧的煤柱表面喷涂预设防护喷涂材料。
步骤S103：在所述工作面朝所述预采区推进前，将所述巷道内背离所述预采区的煤柱侧表面喷涂上范围自所述工作面起沿着推进方向上延伸第一预设距离的所述预设防护喷涂材料。
步骤S104：所述工作面朝所述预采区推进第二预设距离后停止，延续对所述巷道内背离所述预采区的煤柱侧表面喷涂所述预设防护喷涂材料，使得喷涂覆盖范围自当前所述工作面位置起沿着推进方向上延伸所述第一预设距离，所述第一预设距离不小于所述第二预设距离。
步骤S105：当所述工作面推进至预设停采线时，所述工作面收作，在所述停采线处的煤柱表面喷涂所述预设防护喷涂材料，并延续对所述巷道内背离所述预采区的煤柱侧表面喷涂所述预设防护喷涂材料，使得喷涂覆盖范围自所述停采线位置起沿着推进方向上延伸第三预设距离。
步骤S106：对所述进风巷和回风巷进行封闭。
具体地，通过在工作面推进前，将巷道内背离预采区的煤柱侧距离工作面一定距离的表面喷涂上预设防护喷涂材料，再进行工作面推进，等到工作面推进到不超过喷涂区域的时候，再延续进行喷涂该预设防护喷涂材料，以此延续，直至工作面到达停采线，再撤离工作面后，将停采线处煤柱表面喷涂封闭，巷道已喷涂表面延续喷涂该预设防护喷涂材料至预定距离后封堵巷道开口，从而避免因气压差导致采空区瓦斯沿煤柱裂隙向工作面巷道涌出造成瓦斯增大的问题，提高矿井施工的安全性。
在一实施例中，在对所述进风巷和回风巷进行封闭后，所述方法还包括：若在已封闭后的采空区相邻位置进行开采作业，确定第二预采区后，对应所述第二预采区开设形成第二开切眼、第二进风巷道和第二回风巷道；在所述第二开切眼靠近所述第二预采区的一侧布置工作面，在所述第二开切眼背离所述第二预采区的一侧的煤柱表面喷涂所述预设防护喷涂材料；在所述工作面朝所述第二预采区推进前，仅在所述第二进风巷和第二回风巷中背离所述采空区的巷道内背离所述第二预采区的煤柱侧喷涂所述预设防护喷涂材料。
在一实施例中，所述第一预设距离的取值范围为15-20m，所述第三预设距离的取值范围为20-25m。
在一实施例中，所述预设喷涂材料为粉煤灰胶体封堵材料或聚氨酯泡沫喷涂材料。
在一实施例中，所述粉煤灰胶体封堵材料由粉煤灰、水、胶结剂、悬浮剂以及胶结剂按预设比例配制而成。
具体地，粉煤灰胶体封堵材料主要采用锅炉排放的粉煤灰，胶结料为高水速凝材料，在井下用泥浆泵泵送由粉煤灰、水、胶结剂、悬浮剂、胶凝剂按120:100:15:0.05：2配制成的粉煤灰胶体封堵材料进行喷涂作业。具有成本低，3d强度，8d强度大的特点。或者采用聚氨酯类泡沫喷涂材料进行喷涂，聚氨酯类泡沫喷涂材料主要应用于一定承压范围内的永久密闭，井下有害气体的快速堵截，瓦斯抽排巷、高位钻场充填及密闭，封堵围岩裂隙等领域。在具体实现中，还可以采用传统密闭方式，如混凝土密闭、填砂浆等。
以下参照过程图来进行说明
参见图2-图4，以采区首采工作面为例：
在全密闭的低瓦斯工作面采空区进行惰性气体置换，包括以下几个步骤：
①布置工作面时，在工作面开切眼1的煤柱侧喷涂预设防护喷涂材料2(喷涂材料具有高弹性、附着性强的特征)。
②工作面推进时，在进、回风巷的煤柱侧自开切眼1至工作面前方15～20m范围内喷涂预设防护喷涂材料2。
③工作面收作时，在工作面停采线4处的煤壁喷涂预设防护喷涂材料2，同时在工作面进、回风巷喷涂超过停采线4位置20～25m。
参见图5-图7，以非采区首采工作面为例：
①布置工作面时，在工作面开切眼1的煤柱侧喷涂预设防护喷涂材料2。
②工作面推进时，只在下区段煤柱7侧(非临空巷道)自开切眼1至工作面前方15～20m范围内的进、回风巷的煤柱侧喷涂预设防护喷涂材料2。
③工作面收作时，在工作面停采线4处的煤壁喷涂预设防护喷涂材料2，同时在工作面进、回风巷喷涂超过停采线4位置20～25m。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种高瓦斯工作面采空区密闭封存方法，其特征在于，包括：
在煤层预采区两侧掘进至目标位置的巷道，并在所述巷道最深处开设开切眼连通所述巷道以形成进风巷和回风巷；
在所述开切眼靠近所述预采区的一侧布置工作面，在所述开切眼背离所述预采区的一侧的煤柱表面喷涂预设防护喷涂材料；
在所述工作面朝所述预采区推进前，将所述巷道内背离所述预采区的煤柱侧表面喷涂上范围自所述工作面起沿着推进方向上延伸第一预设距离的所述预设防护喷涂材料；
所述工作面朝所述预采区推进第二预设距离后停止，延续对所述巷道内背离所述预采区的煤柱侧表面喷涂所述预设防护喷涂材料，使得喷涂覆盖范围自当前所述工作面位置起沿着推进方向上延伸所述第一预设距离，所述第一预设距离不小于所述第二预设距离；
当所述工作面推进至预设停采线时，所述工作面收作，在所述停采线处的煤柱表面喷涂所述预设防护喷涂材料，并延续对所述巷道内背离所述预采区的煤柱侧表面喷涂所述预设防护喷涂材料，使得喷涂覆盖范围自所述停采线位置起沿着推进方向上延伸第三预设距离；
对所述进风巷和回风巷进行封闭。
2.根据权利要求1所述的高瓦斯工作面采空区密闭封存方法，其特征在于，在对所述进风巷和回风巷的开口进行封堵后，所述方法还包括：
若在已封堵后的采空区相邻位置进行开采作业，确定第二预采区后，对应所述第二预采区开设形成第二开切眼、第二进风巷道和第二回风巷道；
在所述第二开切眼靠近所述第二预采区的一侧布置工作面，在所述第二开切眼背离所述第二预采区的一侧的煤柱表面喷涂所述预设防护喷涂材料；
在所述工作面朝所述第二预采区推进前，仅在所述第二进风巷道和第二回风巷道中背离所述采空区的巷道内背离所述第二预采区的煤柱侧喷涂所述预设防护喷涂材料。
3.根据权利要求1所述的高瓦斯工作面采空区密闭封存方法，其特征在于，所述第一预设距离的取值范围为15-20m，所述第三预设距离的取值范围为20-25m。
4.根据权利要求1所述的高瓦斯工作面采空区密闭封存方法，其特征在于，所述预设喷涂材料为粉煤灰胶体封堵材料或聚氨酯泡沫喷涂材料。
5.根据权利要求4所述的高瓦斯工作面采空区密闭封存方法，其特征在于，所述粉煤灰胶体封堵材料由粉煤灰、水、胶结剂、悬浮剂以及胶凝剂按120:100:15:0.05：2配制而成。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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