WO2015103861A1 - 沿空留巷y型通风高位回风巷钻孔抽采瓦斯方法 - Google Patents

沿空留巷y型通风高位回风巷钻孔抽采瓦斯方法 Download PDF

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张农
薛飞
郑西贵
阚甲广
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中国矿业大学
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Abstract

一种沿空留巷Y型通风高位回风巷钻孔瓦斯抽采方法,在轨道平巷顶抽巷(7)与轨道平巷(5)之间每隔一定距离施工一个联络巷(8);回采时将沿采空区(6)边缘砌筑充填墙体(9)将轨道平巷(5)保留下来,工作面(2)由运输平巷(4)和轨道平巷(5)进风,由轨道平巷保留巷段、联络巷(8)和轨道平巷顶抽巷(7)回风,形成沿空留巷Y型通风系统,轨道平巷顶抽巷(7)作为高位回风巷进行二次利用;高位回风巷内分别向邻近采空区施工瓦斯抽采钻孔(10),并进行瓦斯抽采。本发明可降低钻孔施工对留巷断面的要求,还可避免钻孔施工与工作面回采之间的相互干扰,便于施工管理,同时由于高位回风巷远离工作面采动影响,钻孔所受的采动扰动效应低于在留巷前后布置钻孔,钻孔易于维护,可实现瓦斯的高效长时抽采。

Description

沿空留巷 Y型通风高位回风巷钻孔抽采瓦斯方法
技术领域
本发明涉及煤矿瓦斯抽采方法,尤其是一种适用于深井高瓦斯煤层群安全开采的沿空留 巷 Υ型通风高位回风巷钻孔抽采方法。
背景技术
瓦斯作为一种洁净能源,应予开采和利用。但我国大多数煤矿区煤层气赋存具有低压力、 低渗透率、低饱和度及非均质性强的 "三低一强" 的特性,传统的瓦斯抽采方法一般是在井 下通过开掘大量煤岩巷道, 采用巷道 +穿层钻孔抽采 (简称巷道钻孔法)瓦斯, 该方法在浅部 开采中易于实施, 但在深部应用面临巨大困难: 抽采瓦斯专用岩巷(2~3条)工程量大、 层 位控制困难、 掘进风险大、 抽采不均衡、 采场接替紧张、 综合效益差。
近年来针对煤层群开采高瓦斯、 高地压、 低透气性的技术难题,袁亮院士提出了一种高 瓦斯煤层群开采沿空留巷 Υ型通风卸压瓦斯抽采方法(CNIO1251028A), 首采关键卸压层, 沿首采工作面采空区边缘快速机械化构筑高强支撑体将回采巷道保留下来, 工作面采用 Υ 型通风方式, 在留巷内布置上下向高低位抽采钻孔直达卸压瓦斯富集区域。 该方法采用 Υ 型通风方式能够从根本上解决工作面上隅角瓦斯超限和瓦斯积聚问题, 能够简化采掘接替、 减少专用抽采巷道的掘进工程量、 降低瓦斯综合治理成本。
然而, 在深井高地压沿空留巷工程中由于巷道变形量大, 尤其巷道底鼓严重, 为了控制 巷道围岩变形, 通常需要在留巷内架设木垛、单体液压支柱等支护构件, 因而无法满足钻孔 施工对断面尺寸的要求; 同时, 由于在留巷内布置的钻孔紧邻采空区边缘, 受采动扰动效应 强烈, 钻孔易发生切断、 堵孔现象, 瓦斯抽采效果很难保证。
发明内容
技术问题:本发明的目的是针对现有技术在深井高地压环境下的局限性,提供一种操作 简单、便于施工管理、能够实现高效长时抽采瓦斯的沿空留巷 Υ型通风高位回风巷钻孔抽采 瓦斯方法。
技术方案: 本发明沿空留巷 Υ型通风高位回风巷钻孔抽采瓦斯方法, 包括如下步骤: a、 在轨道平巷顶抽巷与轨道平巷之间每隔 100~300m开掘一条联络巷;
b、 在保护层工作面回采时, 沿采空区边缘砌筑充填墙体, 将保护层工作面回采后的轨 道平巷保留下来, 保护层工作面由运输平巷和轨道平巷进风, 由轨道平巷保留巷段、联络巷 和轨道平巷顶抽巷回风, 从而形成沿空留巷 Y型通风系统, 此时轨道平巷顶抽巷作为保护 层工作面回采时二次利用的高位回风巷; c、 在高位回风巷内布置抽采管路, 每隔 30~50m向上覆煤层的顶板楔形裂隙区内、 下 伏煤层的底板楔形裂隙区内及采空区内施工一组瓦斯抽采钻孔, 每组施工 6~8 个钻孔, 钻 孔直径不小于 90mm, 组内钻孔间距为 lm; 钻孔施工完毕后在钻孔内下套管至孔底, 并进 行封孔、 连接抽采管路进行抽采。
所述轨道平巷顶抽巷与轨道平巷之间的水平距离为 20~25m, 垂直距离为 15~20m。 所述向采空区内施工的抽采钻孔的终孔位于煤层顶板 4~8倍采高内。
所述在钻孔内下入的套管为壁厚不低于 6mm的铁管。
有益效果:本发明将用于掩护轨道平巷掘进的轨道平巷高抽巷作为工作面回采时的回风 巷道以及钻孔施工巷道,不仅实现了巷道的一巷多用, 同时将瓦斯抽采钻孔施工位置由工作 面留巷内转移至高位回风巷内,与传统留巷钻孔法相比,可以降低钻孔施工对留巷断面的要 求, 为瓦斯抽采钻孔施工提供作业空间, 不仅可以降低钻孔施工对留巷断面尺寸的要求, 还 可以避免钻孔施工与工作面回采之间的相互干扰,便于施工管理, 同时由于高位回风巷远离 工作面采动影响, 钻孔所受的采动扰动效应大大低于在留巷前后布置钻孔, 钻孔易于维护, 能够实现瓦斯的长时高效抽采。
附图说明
图 1为本发明的沿空留巷 Y型通风高位回风巷钻孔抽采瓦斯方法剖面示意图。
图 2为本发明的沿空留巷 Y型通风高位回风巷钻孔抽采瓦斯方法平面示意图。
图中: 1-上覆煤层, 2-保护层工作面, 3-下伏煤层, 4-运输平巷, 5-轨道平巷, 6-采空 区, 7-轨道平巷顶抽巷, 8-联络巷, 9-充填墙体, 10-抽采钻孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的描述:
本发明的沿空留巷 Y型通风高位回风巷钻孔抽采瓦斯方法, 具体步骤如下:
a、 在轨道平巷顶抽巷 7与轨道平巷 5之间每隔一定距离施工一个联络巷 8, 间隔距离 为 100~300m;
b、 在保护层工作面 2回采时, 在沿采空区 6边缘砌筑充填墙体 9, 将保护层工作面 2 回采后的轨道平巷 5保留下来,保护层工作面 2由运输平巷 4和轨道平巷 5进风, 由轨道平 巷保留巷段、 联络巷 8和轨道平巷顶抽巷 7回风, 从而形成沿空留巷 Y型通风系统, 此时 轨道平巷顶抽巷 7作为保护层工作面 2回采时二次利用的高位回风巷;所述轨道平巷顶抽巷 7与轨道平巷 5之间的水平距离为 20~25m, 垂直距离为 15~20m;
c、 最后, 在高位回风巷内分别向邻近煤层与采空区施工瓦斯抽采钻孔, 先在高位回风 巷内布置抽采管路, 每隔 30~50m向上覆煤层 1的顶板楔形裂隙区内、 下伏煤层 3的底板楔 形裂隙区内及采空区 6内施工一组瓦斯抽采钻孔 10, 每组施工 6~8个钻孔, 钻孔直径不小 于 90mm, 组内钻孔间距为 lm; 所述向采空区 6内施工抽采钻孔 10的终孔位于煤层顶板 4~8倍采高内。 抽采钻孔 10施工完毕后在钻孔内下套管至孔底, 下入的套管为壁厚不低于 6mm的铁管, 并进行封孔, 连结好抽采管路后进行瓦斯抽采。

Claims

权利要求书
1.一种沿空留巷 Y型通风高位回风巷钻孔抽采瓦斯方法, 其特征在于, 包括如下步骤: a、 在轨道平巷顶抽巷 (7 ) 与轨道平巷 (5 ) 之间每隔 100~300m 开掘一条联络巷 ( 8);
b、 在保护层工作面 (2) 回采时, 在沿采空区 (6 ) 边缘砌筑充填墙体 (9), 将保护层 工作面 (2) 回采后的轨道平巷 (5 ) 保留下来, 保护层工作面 (2) 由运输平巷 (4) 和轨道 平巷 (5 ) 进风, 轨道平巷保留巷段、 联络巷 (8 ) 和轨道平巷顶抽巷 (7 ) 回风, 从而形成 沿空留巷 Y型通风系统, 此时轨道平巷顶抽巷 (7 ) 作为保护层工作面回采时二次利用的高 位回风巷;
c、 在高位回风巷内布置抽采管路, 每隔 30~50m 向上覆煤层 (1 ) 的顶板楔形裂隙区 内、 下伏煤层 (3 ) 的底板楔形裂隙区内及采空区 (6 ) 内施工一组瓦斯抽采钻孔 (10), 每 组施工 6~8个钻孔, 钻孔直径不小于 90mm, 组内钻孔间距为 lm; 钻孔施工完毕后在钻孔 内下入套管至孔底, 并进行封孔、 连接抽采管路进行抽采。
2.根据权利要求 1所述沿空留巷 Y型通风高位回风巷钻孔抽采瓦斯方法, 其特征是: 所 述轨道平巷顶抽巷 (7 ) 与轨道平巷 (5 ) 之间的水平距离为 20~25m, 垂直距离为 15~20m。
3. 根据权利要求 1 所述沿空留巷 Y 型通风高位回风巷钻孔抽采瓦斯方法, 其特征是: 所述向采空区 (6) 内施工抽采钻孔 (10) 的终孔位于煤层顶板 4~8倍采高内。
4. 根据权利要求 1所述沿空留巷 Y型通风高位回风巷钻孔抽采瓦斯方法, 其特征是: 所述在钻孔内下入的套管为壁厚不低于 6mm的铁管。
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