[發明專利]單一厚煤層區域增透提高瓦斯抽采率的方法

有效

• 申請號: 201210165878.1
• 申請日: 2012-05-25
• 公開（公告）號: CN102678166A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 周福寶;高峰;王圣程;劉春;劉應科
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00
• 代理公司: 徐州市淮海專利事務所 32205
• 代理人: 華德明

技術領域

本發明涉及一種提高瓦斯抽采率的方法，特別是一種單一厚煤層區域增透提高瓦斯抽采率的方法，適用于高瓦斯低透氣性單一厚煤層。

背景技術

根據煤層氣(煤礦瓦斯)開發利用“十一五”規劃得知：滎鞏煤田突出煤層區、登封煤田突出煤層區、新密煤田突出煤層區、焦作礦區突出煤層區、晉城礦區突出煤層區、沁水煤田煤層區、安陽－鶴壁礦區突出煤層區、峰峰－邯鄲礦區突出煤層區、韓城礦區突出煤層區、石炭井－石嘴山礦區突出煤層區、通化礦區突出煤層區等都以單一煤層開采為主，不具備開采保護層條件。往往選擇區域預抽來降低煤層瓦斯含量，消除具有突出危險性煤層的突出風險；由于煤層透氣性低，存在預抽時間長、抽采率低的問題，所以煤層內卸壓增透提高瓦斯抽采率勢在必行。目前，我國單一煤層增透提高瓦斯抽采率技術主要有水力壓裂、水力割縫和深孔爆破等。水力壓裂是通過鉆孔向煤層壓入高壓水，使煤層形成新的裂隙流通網絡，增加煤層透氣性，但由于煤層構造復雜、煤質松軟，常導致壓裂的方向不易控制或支撐劑容易嵌入煤體，且松軟煤體被浸泡后易泥化，壓裂液進入煤體后不易排出，堵塞煤體瓦斯流動通道，提高瓦斯抽采率效果不明顯。水力割縫是通過高壓水射流在煤體中割縫、卸壓、增透，達到有效改造低滲透煤層的目的；但在地應力的作用下，割出來的縫隙很快就被閉合，增透效果有限，提高瓦斯抽采率效果一般。松動爆破是利用爆炸瞬間產生的爆轟壓力使孔周圍煤體產生裂隙、松動和膨脹變形，以提高煤層透氣性，但在松動爆破后，易出現誘發塌孔堵塞瓦斯流動通道的問題，高效率瓦斯抽采只能維持幾天，抽采效果差。

發明內容

本發明是要提供一種單一厚煤層區域增透提高瓦斯抽采率的方法，實現煤層區域卸壓、增透范圍廣、增透效果好和大幅度提高瓦斯抽采率的目的。

本發明的目的是這樣實現的：單一厚煤層區域增透提高瓦斯抽采率的方法，包括如下步驟：

a.煤層工作面巷道掘進過程中，施工順層瓦斯抽采鉆孔；

b.瓦斯抽采鉆孔施工完畢后，將護孔管送入瓦斯抽采鉆孔內；

c.對瓦斯抽采鉆孔進行密封，并連入礦井瓦斯抽采系統抽采工作面煤體瓦斯；

d.當巷道掘進長度大于50m時，隨著巷道掘進的進行，在已掘巷道中用螺旋鉆采煤機在煤層底部沿傾向進行鉆采，形成鉆采孔；

e.每隔一段煤柱，繼續用螺旋鉆采煤機鉆采以形成下一個鉆采孔，直至完成整條巷道的鉆采孔作業；

f．工作面另一條巷道重復上述a、b、c、d和e步驟。

所述鉆采孔寬度為1.0m～1.5m，鉆采孔高度為煤層厚度的0.1～0.2倍，鉆采孔之間留設的煤柱寬度為0.3m～0.5m；所述的工作面巷道內鉆采孔，工作面兩條巷道內鉆采孔的鉆采深度之和大于工作面傾向長度；所述護孔管長度不小于瓦斯抽采鉆孔長度的70%。

有益效果：本發明的單一厚煤層區域增透提高瓦斯抽采率的方法，用采礦的方法解決了煤層瓦斯抽采率低的問題。煤層工作面巷道在掘進過程中，煤層底部作為下保護層用螺旋鉆采煤機進行鉆采、排出煤體，隨著煤體自下而上的彎曲下沉，產生大量裂隙，煤體透氣性系數平均提高120倍以上。鉆采孔寬度為1.0m～1.5m，鉆采孔高度為煤層厚度的0.1～0.2倍，鉆采孔之間留設的煤柱寬度為0.3～0.5m，保證了煤層區域卸壓大小在合理的范圍內，確保了煤層頂板不受破壞和后續采煤具有正常開采條件。在瓦斯抽采鉆孔內送入護孔管，防止在煤體彎曲下沉過程中出現塌孔現象，為瓦斯大流量抽采提供了永久的通道。用采礦的方法實現了煤層區域卸壓、增透范圍廣、增透效果好和大幅度提高瓦斯抽采率的目的。

優點：該方法實現高瓦斯低透氣性單一厚煤層區域卸壓，增透范圍廣，增透效果好，大幅度提高瓦斯抽采效率，瓦斯抽采鉆孔流量平均增加10倍以上，平均瓦斯抽采濃度大于55%，煤層瓦斯抽采率提高60%以上，具有廣泛的實用性。

附圖說明

圖1是本發明鉆孔布置側視示意圖。

圖2是本發明鉆孔布置俯視示意圖。

圖中：1、瓦斯抽采鉆孔；2、鉆采孔；3、煤體。

具體實施方式

實施例1：單一厚煤層區域增透提高瓦斯抽采率的方法，包括如下步驟：

a.煤層工作面巷道掘進過程中，施工順層瓦斯抽采鉆孔1；

b.瓦斯抽采鉆孔1施工完畢后，將護孔管送入瓦斯抽采鉆孔1內；

c.對瓦斯抽采鉆孔1進行密封，并連入礦井瓦斯抽采系統抽采工作面煤體3瓦斯；