[實用新型]一種防止煤與瓦斯突出的結構

無效

• 申請號: 201020544375.1
• 申請日: 2010-09-21
• 公開（公告）號: CN201786385U
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 謝焰
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: E21F17/00
• 分類號: E21F17/00;E21F7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及采礦業的安防技術領域，特別是涉及石門揭煤過程中一種防止煤與瓦斯突出的結構。

背景技術

煤與瓦斯突出是主要的礦井災害之一。如果發生這種災害事故，就會造成大量的煤與瓦斯拋向巷道，推倒設備和支架，形成煤流埋人，使人窒息等事故。由于瓦斯具有爆炸性和可燃性，一旦遇上火源，又會導致瓦斯爆炸和燃燒事故，危及整個礦井的生產和工人的生命安全。這一災害在我國尤為突出，大約占全世界災害總數的1/3以上。在各類突出事故中，石門揭煤時發生突出的幾率最高，突出強度也最大。目前用于石門防突的有效措施有超前鉆孔、松動爆破、水力沖孔、煤層注水等，以上各種防突技術措施中，有的實施時間長，有的實施起來比較困難。

實用新型內容

針對以上現有技術中存在的不足，本實用新型提供了一種結構簡單、操作簡便，且能有效降低煤層瓦斯壓力梯度，用于防止煤與瓦斯突出的結構以及利用該結構防止煤與瓦斯突出的方法。

本實用新型的第一方案是提供一種防止煤與瓦斯突出的結構，該結構設置于巷道內安全巖柱后，所述結構依次包括：反濾層、抗沖擊層以及密封收集層；

其中，所述反濾層最接近安全巖柱；

所述密封收集層上設有瓦斯收集排出通道。

所述反濾層由密度大、抗沖擊能力強的材料堆積而成。

所述反濾層由砂礫石構成。

所述抗沖擊層是由抗沖擊能力強的材料構成的柵欄。

所述抗沖擊層由金屬材料制成。

所述密封收集層包括密封門，門體兩側與巷道內壁間設有密封墻，一側墻體上設有放炮電纜通道，另一側墻體上設有瓦斯收集排出通道。

所述密封門呈拱弧形朝向抗沖擊層。

利用本實用新型的結構來防止煤與瓦斯突出的方法，依次包括以下步驟：

1)在巷道內的安全巖柱后將密度大、抗沖擊能力強的材料堆積成反濾層，用以抵抗揭煤時煤體發生的突出，同時利用堆積材料間的孔隙，實現瓦斯的滲流：

2)在反濾層外壁處設置抗沖擊能力強的材料構成的抗沖擊層，用以雙重抵抗揭煤時煤體和瓦斯發生的突出。

3)在抗沖擊層后設置密封收集層，利用抗沖擊層與密閉收集層之間的空間蓄積瓦斯，并通過瓦斯收集排出通道抽排收集。

本實用新型的原理為：

反濾層控突原理，即為揭煤前，反濾層孔隙中的氣體壓力等于巷道氣體壓力(約為1大氣壓)。利用爆破進行揭煤，揭煤后的瞬間，煤體內瓦斯壓力與反濾層孔隙中氣體壓力之差較大，若煤體內瓦斯壓力梯度大于煤體失穩臨界氣壓梯度時，煤體發生小型突出。突出物聚集在砂礫石反濾層的孔隙中，由于砂礫石反濾層減小了滲流斷面、延長了滲流途徑、增加了滲流阻力，使反濾層孔隙中的氣體壓力迅速升高，導致煤體內瓦斯壓力梯度減小。當瓦斯壓力梯度小于煤體失穩臨界瓦斯壓力梯度時，突出停止，實現煤體“自穩”，減小了突出強度。此后，瓦斯以滲流的形式“平穩”地沿砂礫石反濾層的孔隙間流動，由安裝在密閉門門側的管道排至地面。待密封門內巷道中的瓦斯壓力降至巷道正常壓力后，通過巷道原有的通風系統降低密封室瓦斯濃度，待密封室內瓦斯濃度達到安全值以下時，開啟密封門，進行裝巖開挖。由于反濾層的滲透性遠高于煤層，因此，反濾層內瓦斯壓力降低所需的時間較短。

本實用新型的有益效果為：

本實用新型結構簡單、操作簡便，且能有效降低煤層瓦斯壓力梯度。而且與直接采用金屬柵欄作為抗沖擊層的防突措施相比，可以進一步減小爆破揭煤的突出強度。這是由于金屬柵欄防突是靠爆破揭煤發生突出后充填在金屬柵欄前方的煤塊或煤粉來實現巷道增壓的，而本實用新型中位于金屬柵欄前方的砂礫石反濾層實質上起到了代替煤塊和煤粉的作用，因此可以減小突出的強度。本實用新型除了能實現防止煤與瓦斯突出的目的之外，由于密閉收集層的前期施工與前方巷道掘進同步進行，砂礫石反濾層安裝所需時間短，從而縮短了井下揭煤所需的施工時間，提高了工作效率。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖中：1為巷道；2為安全巖柱；3為反濾層；4為抗沖擊層；5為密封收集層；6為密封門；7為密封墻；8為放炮電纜通道；9為瓦斯收集排出通道；10為煤層。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步詳細說明。

本實用新型提供了一種防止煤與瓦斯突出的結構，以及利用該結構防止突出的方法。

如圖1所示，本實用新型的具體結構如下：