CN117027921A - 一种防治高瓦斯采空区对临近工作面影响的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及煤矿瓦斯治理领域，尤其涉及一种防治高瓦斯采空区对临近工作面影响的方法，将回风平巷分为独立的两部分，一部分与常规的回风平巷作用相同，另一部分通过瓦斯钻孔与采空区连通，在回风时抽取采空区内瓦斯，防止瓦斯在采空区靠近回风平巷侧积聚。在采煤区与回风平巷交汇处附近，受采动影响即使小煤柱产生塑性变形而生成裂隙，由于采空区内瓦斯已被前方瓦斯钻孔抽采，几乎不会有瓦斯自此处裂隙进入采煤区与回风平巷交汇处附近，保证采煤区位置处瓦斯浓度控制在合适的范围。本发明可以将采空区瓦斯的防止进入平巷改为主动治理瓦斯，一方面可以从源头解决瓦斯问题，另一方面可以对采空区瓦斯进行回收，用于发电。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿瓦斯治理领域，尤其涉及一种防治高瓦斯采空区对临近工作面影响的方法。
背景技术
煤层瓦斯是与煤同时生成的，吸附在煤层中的可燃性气体，包括呈吸附状态的瓦斯和游离状态的瓦斯。煤层瓦斯主要成分为甲烷，为无色无味的可燃性气体，当空气中的瓦斯浓度达到43%以上，氧气浓度降到12%以下时，可以导致工人窒息，当空气中瓦斯浓度为5%-16%，遇到高温热源能燃烧爆炸。因此瓦斯防治是煤矿安全生产“一通三防”重要的组成部分。
国内大部分的含瓦斯煤层瓦斯吸附能力较强，因此很多含瓦斯煤层的治理贯穿采前、采中与采后整个过程，一般采前会对煤层进行预裂然后进行瓦斯抽采，开采中的煤层受采动影响会有大量瓦斯自煤体溢出也需要进行瓦斯抽采，采后采空区内残留的煤中也会含有瓦斯也需要进行瓦斯抽采，且采空区大量的空隙也是瓦斯赋存的好地方，因此采空区瓦斯抽采也是重要的瓦斯防治措施。
为了提高煤炭回采率，现有的采区工作面布置时，相邻工作面之间一般不留煤柱或者仅留设一个小煤柱，对于高瓦斯矿井，上一工作面回采形成的采空区内会积聚大量的瓦斯，若小煤柱加固不够密实残留有裂隙，采空区的瓦斯会进入回风平巷，影响回风平巷内的工人施工安全，严重时还会产生爆炸，同时靠近采煤区的小煤柱受采动影响会发生塑性破坏，其内会新生大量裂隙，上一工作面采空区内瓦斯更加容易进入回风平巷。
发明内容
针对接续工作面受相邻采空区瓦斯影响造成的瓦斯防治问题，本发明将回风平巷分为独立的两部分，一部分与常规的回风平巷作用相同，另一部分与采空区连通，从而抽取采空区内的瓦斯，防止其对接续工作面生产造成影响，具体的本发明提出一种防治高瓦斯采空区对临近工作面影响的方法，包括如下步骤：
S1：自运输上山沿走向在接续工作面倾向下侧掘进运输平巷；
S2：自轨道上山沿走向在接续工作面倾向上侧掘进回风平巷，并与采空区之间留设小煤柱，注浆加固小煤柱；
S3：开切眼贯通运输平巷与回风平巷，在切眼内布置采煤设备；
S4：在小煤柱上部施工瓦斯钻孔连通回风平巷与采空区；
S5：将回风平巷断面分为独立的两部分，一部分与常规的回风平巷作用相同；另一部分通过瓦斯钻孔与采空区连通；
S6：进行接续工作面回采，通风，新风经过运输上山、运输平巷后进入采煤区，形成乏风，乏风分两部分经过回风平巷、并在轨道上山汇集排出。
优选的，所述回风平巷倾向上侧，运输上山上设置有第一风门；所述运输平巷倾向下侧，轨道上山上设置有第二风门。
优选的，步骤S4中，所述瓦斯钻孔水平设置；或者所述瓦斯钻孔倾斜设置，瓦斯钻孔位于回风平巷一侧高。
优选的，步骤S5中，布置风筒，在回风平巷顶板悬吊风筒，所述风筒靠近小煤柱侧设置有连接管与瓦斯钻孔连接。
优选的，所述风筒由若干节可拆卸连接而成，每节风筒的长度为瓦斯钻孔间距的整数倍。
优选的，步骤S5中，布置风帘，在回风平巷靠近小煤柱侧设置风帘，所述风帘上部固定在回风平巷顶板，下部固定在回风平巷底板。
优选的，所述风帘沿走向由若干段可拆卸连接而成，每段风帘的长度为瓦斯钻孔间距的整数倍，所述风帘距离小煤柱为1.0m。
优选的，步骤S6中，采出的煤自运输平巷、运输上山运出。
优选的，步骤S6中，紧跟接续工作面的推进，逐节回收风筒。
优选的，步骤S6中，紧跟接续工作面的推进，逐段回收风帘。
本发明的发明点与有益效果：本发明将回风平巷分为独立的两部分，一部分与常规的回风平巷作用相同，另一部分通过瓦斯钻孔与采空区连通，从而在回风时抽取采空区内的瓦斯，防止瓦斯在采空区靠近回风平巷侧积聚。通过抽取采空区的瓦斯使得采空区靠回风平巷侧瓦斯浓度降低，在采煤区与回风平巷交汇处附近，受采动影响即使小煤柱产生塑性变形而生成裂隙，由于采空区内瓦斯已被前方瓦斯钻孔抽采，几乎不会有瓦斯自此处裂隙进入采煤区与回风平巷交汇处附近，保证采煤区位置处瓦斯浓度控制在合适的范围。本发明可以将采空区瓦斯的防止进入平巷改为主动治理瓦斯，一方面可以从源头解决瓦斯问题，另一方面可以对采空区瓦斯进行回收，用于发电。
附图说明
图1—本发明防治高瓦斯采空区对临近工作面影响的方法的工作面布置平面图；
图2—本发明小煤柱处采空区排瓦斯风筒布置俯视示意图；
图3—本发明小煤柱处采空区排瓦斯风筒布置侧视示意图；
图4—本发明小煤柱处采空区排瓦斯风筒布置正视示意图；
图5—本发明小煤柱处采空区排瓦斯风帘布置俯视示意图；
图6—本发明小煤柱处采空区排瓦斯风帘布置侧视示意图；
图7—本发明小煤柱处采空区排瓦斯风帘布置正视示意图；
附图说明：运输平巷-1、回风平巷-2、切眼-3、接续工作面-4、小煤柱-5、风筒-5a、瓦斯钻孔-5b、风帘-5c、采空区-6、停采线-7、运输上山-8、第一风门-8a、轨道上山-9、第二风门-9a。
具体实施方式
在具体实施方式部分，将基于附图1-7对本发明的技术方案进行细致的阐述，本发明的接续工作面4代表采区内的非首采工作面，可以是近邻首采工作面的下一工作面，也可以是其他工作面的下一工作面，所述接续工作面4倾向上部的工作面已经开采完毕，形成采空区6。
由于采空区6呈马鞍形的特征以及瓦斯密度低的特征，靠近接续工作面4的回风平巷2处的采空区6内瓦斯含量大浓度高，采空区6内的瓦斯容易自煤柱裂隙（可以是掘进平巷后支护不够密实残留的裂隙，更多是工作面生产过程中因超前支撑压力等造成的煤柱塑性破坏或失稳产生的裂隙）进入回风平巷2，使得回风平巷2工作环境恶劣，容易造成工人窒息，甚至产生瓦斯爆炸。
对此，本发明提出一种防治高瓦斯采空区6对临近工作面影响的方法，包括如下步骤：
S1：自运输上山8沿走向在接续工作面4倾向下侧掘进宽6m高5m的运输平巷1；
S2：自轨道上山9沿走向在接续工作面4倾向上侧掘进宽7m高5m的回风平巷2，并与采空区6之间留设宽度为5m的小煤柱5，注浆加固小煤柱5；
所述回风平巷2倾向上侧，运输上山8上设置有第一风门8a；所述运输平巷1倾向下侧，轨道上山9上设置有第二风门9a；
S3：开切眼3贯通运输平巷1与回风平巷2，所述切眼3宽8m高5m，运输平巷1、回风平巷2、切眼3与停采线7之间围合的区域构成接续工作面4的待回采区域；在切眼3内布置采煤设备；
S4：在小煤柱5上部自回风平巷2向采空区6施工瓦斯钻孔5b，所述瓦斯钻孔5b连通回风平巷2与采空区6；所述瓦斯钻孔5b可以水平设置，也可以倾斜设置，当倾斜设置时瓦斯钻孔5b位于回风平巷2一侧高位于采空区6一侧低；所述瓦斯钻孔5b沿走向布置于整个小煤柱5上，间距4-8m；
S5：布置风筒5a，如图2-4所示，在回风平巷2靠近小煤柱5侧，在回风平巷2顶板悬吊风筒5a，所述风筒5a靠近小煤柱5侧设置有连接管与瓦斯钻孔5b连接，在连接管与瓦斯钻孔5b间进行密封，所述连接管连通风筒5a与瓦斯钻孔5b，进而实现风筒5a与采空区6连通；所述风筒5a沿走向自切眼3延伸至轨道上山9，所述风筒5a由若干节可拆卸连接而成，每节风筒5a的长度为瓦斯钻孔5b间距的整数倍，本实施例取1倍，即每节风筒5a长4-8m，所述连接管设置在风筒5a长度方向的中部；所述风筒5a内可以设置风机，提高自风筒5a内的排风效率；
或者布置风帘5c，如图5-7所示，在回风平巷2靠近小煤柱5侧设置风帘5c，所述风帘5c上部固定在回风平巷2顶板上，下部固定在回风平巷2底板上；这样就将回风平巷2隔成两部分，一部分与常规的回风平巷作用、功能相同，除回风外用于辅助运料，行人；另一部分通过瓦斯钻孔5b与采空区6连通，仅用于回风，回风时排出采空区6内积聚的瓦斯；所述风帘5c沿走向自切眼3延伸至轨道上山9，所述风帘5c沿走向由若干段可拆卸连接而成，每段风帘5c的长度为瓦斯钻孔5b间距的整数倍，本实施例取1倍，即每段风帘5c长4-8m；所述风帘5c距离小煤柱5为1.0m；
所述风帘5c内可以设置风机，提高自风筒5a内的排风效率；
S6：进行接续工作面4回采，采出的煤自运输平巷1、运输上山8运出；
通风，新风经过运输上山8、运输平巷1后进入采煤区，形成乏风，乏风分两部分经过回风平巷2、并在轨道上山9汇集排出。
本发明的瓦斯治理机理如下：经过风筒5a的乏风，或者经过风帘5c与小煤柱5之间回风平巷2部分的乏风，会将采空区6靠近回风平巷2侧的瓦斯自瓦斯钻孔5b中抽出，防止瓦斯在采空区6靠近回风平巷2侧积聚；更重要的是通过抽取采空区6的瓦斯使得采空区6靠回风平巷2侧瓦斯浓度降低，在采煤区与回风平巷2交汇处附近，受采动影响即使小煤柱5产生塑性变形而生成裂隙，由于采空区6内瓦斯已被前方瓦斯钻孔5b抽采，几乎不会有瓦斯自此处裂隙进入采煤区与回风平巷2交汇处附近，保证采煤区位置处瓦斯浓度控制在合适的范围；本发明可以将采空区6瓦斯的防止进入平巷改为主动治理瓦斯，一方面可以从源头解决瓦斯问题，另一方面可以对采空区6瓦斯进行回收，用于发电。
Claims (10)
1.一种防治高瓦斯采空区对临近工作面影响的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：自运输上山沿走向在接续工作面倾向下侧掘进运输平巷；
S2：自轨道上山沿走向在接续工作面倾向上侧掘进回风平巷，并与采空区之间留设小煤柱，注浆加固小煤柱；
S3：开切眼贯通运输平巷与回风平巷，在切眼内布置采煤设备；
S4：在小煤柱上部施工瓦斯钻孔连通回风平巷与采空区；
S5：将回风平巷断面分为独立的两部分，一部分与常规的回风平巷作用相同；另一部分通过瓦斯钻孔与采空区连通；
S6：进行接续工作面回采，通风，新风经过运输上山、运输平巷后进入采煤区，形成乏风，乏风分两部分经过回风平巷、并在轨道上山汇集排出。
2.根据权利要求1所述的防治高瓦斯采空区对临近工作面影响的方法，其特征在于：所述运输平巷倾向下侧，运输上山上设置有第一风门；所述回风平巷倾向上侧，轨道上山上设置有第二风门。
3.根据权利要求1所述的防治高瓦斯采空区对临近工作面影响的方法，其特征在于：步骤S4中，所述瓦斯钻孔水平设置；或者所述瓦斯钻孔倾斜设置，瓦斯钻孔位于回风平巷一侧高。
4.根据权利要求1所述的防治高瓦斯采空区对临近工作面影响的方法，其特征在于：步骤S5中，布置风筒，在回风平巷顶板悬吊风筒，所述风筒靠近小煤柱侧设置有连接管与瓦斯钻孔连接。
5.根据权利要求4所述的防治高瓦斯采空区对临近工作面影响的方法，其特征在于：所述风筒由若干节可拆卸连接而成，每节风筒的长度为瓦斯钻孔间距的整数倍。
6.根据权利要求5所述的防治高瓦斯采空区对临近工作面影响的方法，其特征在于：步骤S6中，紧跟接续工作面的推进，逐节回收风筒。
7.根据权利要求1所述的防治高瓦斯采空区对临近工作面影响的方法，其特征在于：步骤S5中，布置风帘，在回风平巷靠近小煤柱侧设置风帘，所述风帘上部固定在回风平巷顶板，下部固定在回风平巷底板。
8.根据权利要求7所述的防治高瓦斯采空区对临近工作面影响的方法，其特征在于：所述风帘沿走向由若干段可拆卸连接而成，每段风帘的长度为瓦斯钻孔间距的整数倍。
9.根据权利要求8所述的防治高瓦斯采空区对临近工作面影响的方法，其特征在于：步骤S6中，紧跟接续工作面的推进，逐段回收风帘。
10.根据权利要求1所述的防治高瓦斯采空区对临近工作面影响的方法，其特征在于：步骤S6中，采出的煤自运输平巷、运输上山运出。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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