[發(fā)明專利]一種基于上覆巖層裂隙殼的瓦斯抽采鉆孔布置方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110425131.0
• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN103161492A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何富連;謝生榮;張守寶
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)（北京）
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00
• 代理公司: 北京元本知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11308
• 代理人: 秦力軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤礦瓦斯抽采領(lǐng)域，尤其涉及一種用于采空區(qū)上覆巖層瓦斯抽采的鉆孔布置方法。

背景技術(shù)

目前，依據(jù)礦壓巖層控制理論，按照采空區(qū)上覆巖層采動裂隙特征一般將采空區(qū)上覆巖層劃分為“豎三帶”和“橫三區(qū)”。“豎三帶”從上至下可分為彎曲下沉帶、頂板裂隙帶和冒落帶，抽采主要針對裂隙帶發(fā)育區(qū)進(jìn)行抽采，如申請?zhí)枮?3113021.6的中國專利申請公開了一種“開采煤層頂板瓦斯抽放的方法”，在開采煤層頂板，對于來自開采和卸壓煤層通過采空區(qū)上覆巖層受采動影響形成的裂隙通道匯集到“環(huán)形裂隙圈”內(nèi)的解吸瓦斯，由布置在“環(huán)形裂隙圈”中的鉆孔或巷道進(jìn)行抽放，“環(huán)形裂隙圈”位于采煤工作面靠近回風(fēng)巷和進(jìn)風(fēng)巷的采空區(qū)頂板冒落帶以上的離層裂隙帶內(nèi)。

現(xiàn)有采空區(qū)頂板裂隙區(qū)的瓦斯抽放主要有水平高抽巷、傾斜高抽巷和高位鉆孔抽放等方法，也僅限于頂板裂隙帶，可供抽采范圍偏小，鉆孔抽采效能偏低。一些采動裂隙區(qū)抽放方法需要打單獨(dú)的頂板抽采巷道，采用頂板巷道打鉆孔或頂板巷道進(jìn)行卸壓瓦斯抽采，這些方法增大了瓦斯治理工程量與經(jīng)費(fèi)投入，且抽采巷道自身即是一個瓦斯積聚區(qū)域，安全性差。此外，“裂隙帶”或“環(huán)形裂隙圈”區(qū)域內(nèi)進(jìn)行抽采，抽采鉆孔所處層位較低，隨頂板垮落壓實(shí)而逐漸失效，有效抽采時間短，亦不能對采空區(qū)深部的高濃度瓦斯進(jìn)行抽采，不利于高效減小采空區(qū)瓦斯涌出強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種基于上覆巖層裂隙殼的瓦斯抽采鉆孔布置方法，將瓦斯運(yùn)移特性與裂隙帶分布特征有機(jī)結(jié)合起來進(jìn)行分類，利用既有的瓦斯尾巷直接進(jìn)行抽采鉆孔的施工，將抽采鉆孔分別布置到上覆巖層的多個區(qū)域內(nèi)，不但有效抽采高濃度瓦斯，且干擾了采空區(qū)回風(fēng)側(cè)區(qū)的滲流場，抽采效能高，且減少了打抽放巷工藝，簡化了工藝技術(shù)環(huán)節(jié)，降低了成本。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，提供以下技術(shù)方案：

一種基于上覆巖層裂隙殼的瓦斯抽采鉆孔布置方法，其特征在于包括從瓦斯尾巷直接向采空區(qū)上覆巖層的多個區(qū)域打傾斜大直徑鉆孔的步驟。

其中，采空區(qū)上覆巖層的多個區(qū)域包括自下而上的低位裂隙殼、中位裂隙殼和高位裂隙殼；其中，低位裂隙殼為采空區(qū)裂隙豎向破壞發(fā)育區(qū)；高位裂隙殼為采空區(qū)離層裂隙與微裂隙發(fā)育區(qū)；中位裂隙殼位于高位裂隙殼與低位裂隙殼之間。

特別是，打傾斜大直徑鉆孔的步驟包括從所述瓦斯尾巷直接向所述高位裂隙殼打多個高位裂隙殼鉆孔，多個高位裂隙殼鉆孔沿瓦斯尾巷并列布置。

此外，打傾斜大直徑鉆孔的步驟還包括從所述瓦斯尾巷直接向所述低位裂隙殼打多個低位裂隙殼鉆孔，多個低位裂隙殼鉆孔沿瓦斯尾巷并列布置，每個低位裂隙殼鉆孔分別與一個所述高位裂隙殼鉆孔對應(yīng)形成一個抽采鉆孔組。

特別是，每個所述鉆孔組內(nèi)的所述高位裂隙殼鉆孔與所述低位裂隙殼鉆孔之間的距離為10～20m；相鄰所述抽采鉆孔組之間的距離為30～60m。

其中，高位裂隙殼鉆孔的終端與回風(fēng)巷之間的距離小于或等于工作面長度的1/2，大于h·tanα，h高位裂隙殼鉆孔的終孔高度，α為煤壁支承影響角。

高位裂隙殼鉆孔進(jìn)入關(guān)鍵層內(nèi)，高位傾斜大直徑鉆孔的終端位于關(guān)鍵層區(qū)域內(nèi)或關(guān)鍵層以上區(qū)域，與煤層頂板之間的距離為40～80m。

本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在以下方面：

1)利用“U+L”型通風(fēng)系統(tǒng)既有的瓦斯尾巷直接進(jìn)行抽采鉆孔的施工，減少了打抽放巷工藝，簡化了工藝技術(shù)環(huán)節(jié)，節(jié)約經(jīng)費(fèi)、人力、物力、財(cái)力；

2)高位裂隙殼鉆孔穿過中位裂隙殼區(qū)域，布置到高位裂隙殼中部區(qū)域，抽采采空區(qū)頂板區(qū)域積聚的高濃度瓦斯，有效降低了采空區(qū)瓦斯涌出強(qiáng)度。

3)將抽采鉆孔分別布置到低位裂隙殼和高位裂隙殼內(nèi)，形成抽采鉆孔組進(jìn)行抽采，不但有效抽采高濃度瓦斯，且干擾了采空區(qū)回風(fēng)側(cè)區(qū)的滲流場，抽采效能高；

附圖說明

圖1為本發(fā)明基于上覆巖層裂隙殼的瓦斯抽采鉆孔布置方法的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明基于上覆巖層裂隙殼的瓦斯抽采鉆孔布置的原理圖。

附圖標(biāo)記說明：1-低位裂隙殼；2-中位裂隙殼；3-高位裂隙殼；4-工作面；5-冒落區(qū)；6-瓦斯尾巷；7-回風(fēng)巷；8-進(jìn)風(fēng)巷；9-煤層；10-低位裂隙殼鉆孔；30-高位裂隙殼鉆孔。

具體實(shí)施方式