CN209369865U - 一种被保护层瓦斯抽采结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种被保护层瓦斯抽采结构，包括底板巷道、钻孔、封闭墙、瓦斯抽采管路；底板巷道内设置多个钻孔，钻孔与底板巷道连通，钻孔穿过被保护层，在所述底板巷道门口设置封闭墙，并在封闭墙上预留瓦斯抽采管路，所述瓦斯抽采管路伸入底板巷道0‑10米。本实用新型的有益效果：底板巷道可以实现被保护层的瓦斯抽采，只需施工多个钻孔，无需合茬，且无需限制施工孔径的大小，因瓦斯抽采管路伸出封闭墙较短，避免了管内存水，有效解决了传统合茬、抽采工艺中孔径受限、管路内积水问题，规避了巷道帮部来压造成预埋抽采管路断开、管路与巷内铁器撞击产生火花的隐患。

Description

一种被保护层瓦斯抽采结构

技术领域

本实用新型涉及一种煤矿瓦斯抽采结构，尤其涉及的是一种被保护层的瓦斯抽采结构。

背景技术

《防治煤与瓦斯突出规定》要求突出煤层采前必须采取区域性防突措施，保护层开采技术为一种主要的区域性防突措施，其中涉及保护层与被保护层两个煤层。为消除邻近煤层(被保护层)的突出危险而先开采的煤层称为保护层；由于保护层开采的采动作用并同时抽采卸压瓦斯，可使邻近的突出危险煤层转变为无突出危险煤层，该邻近的突出危险煤层称为被保护层。保护层开采之后，被保护层获得了卸压增透效果，通过对被保护层的卸压瓦斯进行抽采，可以彻底消除被保护层的突出危险性。

根据2009年12月中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室鉴定结果，张集矿13-1煤为煤与瓦斯突出煤层。按照《防治煤与瓦斯突出规定》要求，经预测为突出危险区的煤层，必须采取区域防突措施；区域防突措施应当优先采用开采保护层。

张集矿(中央区)13-1煤处于11-2煤采动影响的弯曲下沉带内，11-2煤下保护层开采后，引起上覆岩层发生变形、破坏和位移。13-1煤被保护层发生弯曲、断裂，产生大量的垂直或斜交裂隙和层间裂隙，瓦斯从煤体内部扩散到外部的裂隙中、从高压力区域渗流至压力低的区域。经技术、经济性对比分析，利用13-1煤层底板巷+网格式上向穿层钻孔远程卸压法抽采卸压瓦斯。

以往施工的网格式上向穿层钻孔采用全程套管+“两堵一注”式封孔模式(见图1(a))，并利用2吋钢丝软管将穿层钻孔合茬至抽采干管(见图1(b))。在该封孔、抽采模式下，孔内套管限制钻孔有效抽采孔径、抽采干管积水影响抽采、底板巷内预埋管路存在隐患，且费工费时，无法满足现阶段矿井采场接替需要。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供了一种解决上述背景技术中的施工结构具有安全隐患、抽采干管积水、且效率低下等缺点的被保护层瓦斯抽采结构。

本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：本实用新型公开一种被保护层瓦斯抽采结构，包括底板巷道、钻孔、封闭墙、瓦斯抽采管路；底板巷道设置在被保护层底板处，所述底板巷道内设置多个钻孔，钻孔与底板巷道连通，钻孔穿过被保护层，在所述底板巷道门口设置封闭墙，并在封闭墙上预留瓦斯抽采管路，所述瓦斯抽采管路伸入底板巷道0-10米。采用“裸抽”的方式，只需施工多个钻孔，无需合茬，由抽采管路强力抽取即可，且无需限制施工孔径的大小，又因瓦斯抽采管路伸出封闭墙较短，避免了管内存水，总之，裸抽的方式有效解决了传统合茬、抽采工艺中孔径受限、管路内积水问题，规避了巷道帮部来压造成预埋抽采管路断开、管路与巷内铁器撞击产生火花的隐患，

优选的，所述钻孔为多组间隔设置，每一组包括多个钻孔。其中，不限于孔的形状，使得钻孔不受限制，灵活性更高。

优选的，多组钻孔之间间隔20-40m。

优选的，多组钻孔之间的距离为20米。

优选的，所述所述钻孔均穿过被保护层0.5米以上。

优选的，所述封闭墙设置在底板巷道门口往里5米范围内。

优选的，所述瓦斯抽采管路直径大于或等于Φ426mm。

优选的，瓦斯抽采管路伸入底板巷道5-10米。

本实用新型相比现有技术具有以下优点：

(1)本实用新型中的底板巷道可以实现被保护层的瓦斯抽采，只需施工多个钻孔，无需合茬，由抽采管路强力抽取即可，且无需限制施工孔径的大小，又因瓦斯抽采管路伸出封闭墙较短，避免了管内存水，采用“裸抽”的方式，摒弃原穿层钻孔繁琐的封孔、合茬方式，直接采用钻孔进行卸压和裸抽，有效解决了传统合茬、抽采工艺中孔径受限、管路内积水问题，规避了巷道帮部来压造成预埋抽采管路断开、管路与巷内铁器撞击产生火花的隐患；

(2)节约钻孔施工成本，降低了一些材料的费用投入；

(3)提高钻孔施工效率，简化钻孔施工流程。

附图说明

图1(a)是现有技术中封孔模式示意图；

图1(b)是现有技术中卸压钻孔抽采示意图；

图2是本实用新型实施例一种被保护层瓦斯抽采结构中封孔示意图；

图3是本实用新型实施例一种被保护层瓦斯抽采结构中钻孔抽采示意图。

图中标号:底板巷道3、穿层钻孔31、钻孔32、聚氨酯4、封孔管5、封闭墙6、瓦斯抽采管路7、注浆管8、返浆管81、2寸双抗实管82、2寸铁管83、钢丝软管84、抽采管路85。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图3所示，本实用新型公开一种被保护层瓦斯抽采结构结构，包括底板巷道3、钻孔32、封闭墙6、瓦斯抽采管路7；底板巷道3设置在被保护层底板处，所述底板巷道3内设置多个钻孔32，钻孔32与底板巷道3连通，钻孔32穿过被保护层，在所述底板巷道3门口设置封闭墙6，并在封闭墙6上预留瓦斯抽采管路7，所述瓦斯抽采管路7伸入底板巷道0-10米。

保护层进行回采时，随着保护层的回采，被保护层的瓦斯会沿施工的钻孔向底板巷道涌入，此时，通过底板巷道3的瓦斯抽采管路7，对被保护层的卸压瓦斯进行抽采。

采用“裸抽”的方式，只需施工多个钻孔32，合茬，由抽采管路强力抽取即可，且无需限制施工孔径的大小，又因瓦斯抽采管路7伸出封闭墙6较短，避免了管内存水，总之，裸抽的方式有效解决了传统合茬、抽采工艺中孔径受限、管路内积水问题，规避了巷道帮部来压造成预埋抽采管路断开、管路与巷内铁器撞击产生火花的隐患。

所述钻孔32为多组间隔设置，每一组包括多个钻孔32。其中，不限于孔的形状，使得钻孔32不受限制，灵活性更高。

本实施例中，多组钻孔32之间的距离为20米。每组钻孔32根据底板巷道3的大小进行适宜设计。所述钻孔32均穿过被保护层0.5米。所述封闭墙设置在底板巷道门口往里5米范围内。所述瓦斯抽采管:7直径大于或等于Φ426mm。

实施例二：

本实施例二与实施例一的区别在于：每组的钻孔32之间的距离为30米。

实施例三：

本实施例二与实施例一的区别在于：每组的钻孔32之间的距离为40米。

实施例四：

本实施例二与实施例一的区别在于：瓦斯抽采管路7伸入底板巷道5米。

另外，在实施例一与实施例四施工前，还可以对被保护层瓦斯进行预抽采，具体的，如图2所示，在底板巷道3内施工穿层钻孔31，穿层钻孔31可以是多组、多个，穿层钻孔31穿过被保护层，并将穿层钻孔31的孔口封住，预留封孔管5，封孔管5连通穿层钻孔31与底板巷道3，被保护层的瓦斯能够顺着穿层钻孔31进入底板巷道3，采用聚氨酯将穿层钻孔孔口处的封孔管5进行固定，封孔段长度为2-4m，封孔管5为2寸PVC管，如双抗实管，通过封孔管5对被保护层进行抽采瓦斯，也可以将多个封孔管5与底板巷道3内的瓦斯抽取管道(为根据需要设置)连通，进行合抽；对穿层钻孔31进行的临时封孔、合抽，可以防止穿层钻孔31内瓦斯溢出造成底板巷道3内瓦斯超限。

需要说明的是，该底板巷道坐落于13-1煤层底板(即被保护层底板11)19.1～26.7m，巷道顶板至13-1煤层底板岩性以砂岩及砂纸泥岩为主，且钻孔施工过程中成孔效果好，无垮孔现象；经综合分析后，才采用“裸封”方式封孔。该底板巷道底板距离11-2煤层顶板(即保护层顶板)41.5～57.0m，层间距较大，被保护层在保护层上方，可确保1123(1)保护层工作面回采后底板巷道3无垮冒风险，鉴于此，采用封闭墙口预埋瓦斯管路的方式“裸抽”。

1122(1)工作面与1123(1)工作面位于张集矿(中央区)东一11-2(2)采区，其所对应的被保护层工作面均属东一13-1(2)采区，且瓦斯含量、瓦斯压力及煤层标高基本相近。

(1)实施效果：

1122(1)工作面对应的被保护层1122(3)底板巷道采用传统钻孔封孔、合茬、抽采模式，1123(1)对应的被保护层1123(3)底板巷道采用钻孔“裸封”、巷道“裸抽”新工艺，现截取1122(1)、1123(1)工作面正常回采期间抽采相关数据对比如下：

1122(3)、1123(3)底抽巷抽采效果对比表：

由上表可知，采用“裸封”“裸抽”工艺后，1123(3)底板巷道与1122(3)底板巷道抽采效果基本持平，实现了减料、不减效的目的。

(2)经济效益

底板巷道卸压抽采实施“裸封”、“裸抽”工艺后，减少了大量非必要封孔、管路费用投入。以1123(3)底板巷道为例，该巷道实际施工钻孔396个，平均孔深90m，封孔材料成本1896.3元/孔，可实现封孔材料费用结余71万元；卸压段巷道长度950m，Φ426mm瓦斯管路安装成本350元/m，Φ159mm合茬多通1200元/套(一组一套，共计27套)，经计算，管路安装实现成本节余36.5万元，其它费用节余(钢丝软管、管箍、卡子、注浆球阀、人工成本等费用)约10万元，合计节约成本124万元/千米巷道。

另外，提高钻孔施工效率。采用钻孔“裸封”技术简化钻孔施工流程，钻机台效可达4800m/月·台。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种被保护层瓦斯抽采结构，其特征在于，包括底板巷道、钻孔、封闭墙、瓦斯抽采管路；底板巷道设置在被保护层底板处，所述底板巷道内设置多个钻孔，钻孔与底板巷道连通，钻孔穿过被保护层，在所述底板巷道门口设置封闭墙，并在封闭墙上预留瓦斯抽采管路，所述瓦斯抽采管路伸入底板巷道0-10米。

2.根据权利要求1所述的一种被保护层瓦斯抽采结构，其特征在于，所述钻孔为多组间隔设置，每一组包括多个钻孔。

3.根据权利要求2所述的一种被保护层瓦斯抽采结构，其特征在于，多组钻孔之间间隔20-40m。

4.根据权利要求3所述的一种被保护层瓦斯抽采结构，其特征在于，多组钻孔之间的距离为20米。

5.根据权利要求1所述的一种被保护层瓦斯抽采结构，其特征在于，所述钻孔均穿过被保护层0.5米以上。

6.根据权利要求1所述的一种被保护层瓦斯抽采结构，其特征在于，所述封闭墙设置在底板巷道门口往里5米范围内。

7.根据权利要求1所述的一种被保护层瓦斯抽采结构，其特征在于，所述瓦斯抽采管路直径大于或等于Φ426mm。

8.根据权利要求1所述的一种被保护层瓦斯抽采结构，其特征在于，瓦斯抽采管路伸入底板巷道5-10米。