[發(fā)明專利]綜放工作面頂板走向長鉆孔抽放采空區(qū)瓦斯方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210554570.6
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103016047A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于斌;李淵;楊智文;孟凡龍;閆志義;郭萬忠;高宇平;楊鑫春;趙君;李軍;丁錄仕
• 申請（專利權(quán)）人: 大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤礦安全領(lǐng)域，具體涉及一種綜放工作面抽放瓦斯的方法。?

背景技術(shù)

近年來，隨著放頂煤開采技術(shù)和裝備水平的提升，綜放工作面煤炭產(chǎn)量逐年提高。綜放工作面落煤強(qiáng)度增大，瞬間瓦斯涌出量成倍增長，特別是特厚煤層大采高綜放工作面開采時，由于煤層一次采出厚度大，與普通綜放面相比，工作面采動影響范圍擴(kuò)大、原有的瓦斯空間分布發(fā)生較大的變化，瓦斯涌出極不均衡，導(dǎo)致工作面回風(fēng)瓦斯和上隅角瓦斯超限，如果采用的治理技術(shù)不當(dāng)，極易發(fā)生瓦斯爆炸事故，造成重大人員傷亡。因此，瓦斯超限問題嚴(yán)重地制約綜放工作面高強(qiáng)度開采煤炭優(yōu)勢的發(fā)揮，造成巨大的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。?

目前所采用的頂板高抽巷封閉抽放采空區(qū)瓦斯技術(shù)方法，以高抽巷尾部構(gòu)筑封堵墻的瓦斯綜合治理技術(shù)方式,瓦斯治理成本過高。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了降低瓦斯治理中存在的成本高的問題，提供一種綜放工作面頂板走向長鉆孔抽放采空區(qū)瓦斯方法。?

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：?

綜放工作面頂板走向長鉆孔抽放采空區(qū)瓦斯方法，沿煤層頂板走向鉆孔抽采瓦斯，鉆孔在垂直方向上布置在頂板裂隙帶內(nèi)，水平方向上布置在回風(fēng)巷內(nèi)錯30-50m距離的范圍內(nèi)。

頂板大直徑鉆孔抽采瓦斯的關(guān)鍵技術(shù)就是鉆孔布置參數(shù)的確定，確切地說就是確定瓦斯的最優(yōu)匯集區(qū)域，這個匯集區(qū)域必須具備4個基本特征：?

????1)匯集區(qū)域所在巖層的層位必須在長時間內(nèi)穩(wěn)定存在，保證具有相當(dāng)長的瓦斯抽采時間：

????2)具有穩(wěn)定的高瓦斯?jié)舛龋蔀椴蓤龇秶鷥?nèi)的一個“瓦斯庫”，能保證較高的瓦斯抽采率；

????3)在采動影響下會產(chǎn)生一定的裂隙通道，能使臨近層等較大范圍處的瓦斯可以源源不斷地進(jìn)入；

4)產(chǎn)生的裂隙通道不能過度暢通，以防大量空氣進(jìn)入，降低抽采濃度和抽采效率。

根據(jù)礦山巖層移動理論，采場上覆巖層在回采工作面采動以后，可以形成冒落帶、裂隙帶、彎曲下沉帶(“豎三帶”)。沿工作面的推進(jìn)方向又分為煤壁支撐影響區(qū)、離層區(qū)、重新壓實(shí)區(qū)(“橫三區(qū)”)。?

根據(jù)有關(guān)“O”形圈和關(guān)鍵層的相關(guān)理論分析可知，瓦斯匯集的最優(yōu)匯集區(qū)域位于“豎三帶”的裂隙帶和“橫三區(qū)”的離層區(qū)內(nèi)。因此，主要解決“上隅角”瓦斯?jié)舛瘸薜母叱殂@孔應(yīng)位于“O”形圈靠近回風(fēng)巷側(cè)的裂隙帶；主要抽采鄰近層瓦斯、采空區(qū)瓦斯的頂板裂隙鉆孔應(yīng)位于“O”形圈內(nèi)部的裂隙帶，如此布置，方可體現(xiàn)鉆孔抽放的最大效率。?

本發(fā)明改變傳統(tǒng)的高成本抽放模式，以鉆孔抽放代替?zhèn)鹘y(tǒng)的巷道抽放模式，從而大大降低了煤礦生產(chǎn)成本。?

附圖說明

圖1為塔山礦8208工作面鉆孔抽放平示意圖。?

圖2為塔山礦8208工作面鉆孔抽放剖面示意圖（a）。?

圖3為塔山礦8208工作面鉆孔抽放剖面示意圖（b）。?

圖4為頂板走向長鉆孔抽放系統(tǒng)。?

具體實(shí)施方式

本發(fā)明所述的綜放工作面頂板走向長鉆孔抽放采空區(qū)瓦斯方法，沿煤層頂板走向鉆孔抽采瓦斯，鉆孔在垂直方向上布置在頂板裂隙帶內(nèi)，水平方向上布置在距回風(fēng)巷30-50m距離范圍內(nèi)。?

以同煤集團(tuán)塔山礦8208綜采工作面為例，對本發(fā)明要求保護(hù)的技術(shù)方案做具體說明。?

根據(jù)8208工作面開采以來瓦斯涌出量的現(xiàn)場數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，可知工作面絕對瓦斯涌出量在20-50?m³／min范圍之間。正常回采時絕對瓦斯涌出量在25?m³／min左右，但是在工作面來壓期間或機(jī)組割尾及移架放煤時，瞬間絕對瓦斯涌出量達(dá)到45?m³／min以上甚至更高。?

在8208工作面瓦斯涌出量的組成部分中，采空區(qū)涌出所占比重較高，尤其在工作面來壓或尾部放煤時，采空區(qū)瓦斯涌出量占工作面涌出量的比重達(dá)到80%以上，因此，解決采空區(qū)瓦斯是治理8208工作面瓦斯的關(guān)鍵。?

目前8208工作面配風(fēng)量為2800m³／min，平均風(fēng)排瓦斯量為7?m³／min，抽放瓦斯量為23?m³／min。通過利用千米鉆機(jī)施工工作面頂板走向長鉆孔，若能抽出15?m³／min以上的瓦斯，將從根本上解決頂板高抽巷濃度較高以及工作面尾部放煤時瓦斯超限的問題。?

1）鉆孔位置確定?

（1）鉆孔垂直位置確定