[發明專利]一種煤與瓦斯突出礦井采煤方法

有效

• 申請號: 201410039299.1
• 申請日: 2014-01-27
• 公開（公告）號: CN103806914A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 郝永軍;李新潮;申磊;郭金剛;李振平;牛肖肖;呂棟男
• 申請（專利權）人: 冀中能源峰峰集團有限公司大淑村礦
• 主分類號: E21C41/16
• 分類號: E21C41/16;E21F5/02;E21F7/00
• 代理公司: 邯鄲市久天專利事務所 13117
• 代理人: 薛建鐸

技術領域

?本發明涉及一種采煤方法，尤其是一種煤與瓦斯突出礦井采煤方法。

背景技術

隨著近年來生產規模的擴大和煤層開采深度的不斷增加，涌現出大批的煤與瓦斯突出礦井。眾所周知，如果用開采普通礦井的方法開采煤與瓦斯突出礦井，瓦斯事故、預防煤塵爆炸事故將會頻發，同時還會出現煤自然事故以及礦井粉塵污染事故。因此，研究一種能夠有效降低煤與瓦斯突出危險性指標、降低煤層中游離瓦斯濃度、降低煤塵的產生的煤與瓦斯突出礦井采煤方法，是目前需要解決的技術問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠有效降低煤與瓦斯突出危險性指標、降低煤層中游離瓦斯濃度、降低煤塵的產生的煤與瓦斯突出礦井采煤方法。

本發明解決其技術問題的技術方案是：

一種煤與瓦斯突出礦井采煤方法，包括煤層中游離瓦斯濃度和煤塵的降低方法，煤層中游離瓦斯濃度和煤塵的降低方法工藝步驟為：???????????????????????????????????????????????鉆孔，注水，封孔，其中鉆孔步驟包括鉆孔位置確定、孔徑確定、孔深確定孔向確定和孔間距確定；注水步驟包括注水壓力確定和注水時間確定；封孔步驟為封孔長度確定。

作為本發明的一種有選方案，鉆孔位置確定在運料巷下幫往下5m至溜子道上幫往上5m，注水孔距煤層底板均不得低于1.2m，孔間距為5m，孔徑為φ75mm，孔深不少于15m，鉆孔應有1°-3°仰角；注水壓力分初期注水壓力和延長期注水壓力，初期注水壓力大于工作面上覆巖層的靜水壓力，延長期注水壓力小于工作面上覆巖層的靜水壓力；注水時間為30min，分初期注水時間和延長期注水時間，分初期注水時間為從注水開始至聽到煤體里的煤炮聲后止，其余時間即為延長期注水時間；封孔長度不得少于10m。

作為本發明的一種有選方案，為了避免串孔，延長注水時間，增強注水效果，鉆孔為分層鉆孔，第一天注水孔打設位置在工作面煤壁的下部，第二天在中部，第三天在上部，三天一循環，且第二天的注水孔打設在第一天注水孔的兩個孔中間位置。

本發明降低煤與瓦斯突出性指標的原理：

（1)通過高壓水的疏松作用破裂和松動了煤體，使工作面前方煤體應力分布發生根本變化，即高應力區向煤體深部轉移，應力集中系數減小，增加了工作面前方煤體的卸壓帶長度。

（2)高壓水通過煤體時攜帶煤泥在煤層中運動，并順煤層裂隙向巷道空間溢出，使煤層近工作面部分的瓦斯得到排放，瓦斯層力梯度降低。

（3)煤體充分濕潤后，煤的力學性質發生明顯變化，即煤的彈性和強度減小，塑性增大從而使突出危險性得以減小。

本發明防治瓦斯超限的原理：

煤體被充分濕潤后，水分不僅占去了貯存游離瓦斯的孔隙，先有效釋放出了游離態瓦斯，同時固體煤分子對水同樣有吸附能力，使瓦斯從吸附狀態轉變為游離狀態更加困難，對吸附瓦斯的涌出起著明顯的阻礙作用。注水過程結束后，煤體中瓦斯涌出量和涌出速度都大幅度下降，從而降低了采掘作業過程中的瓦斯濃度。

本發明防治煤炭自然發火的原理：

煤的含水量是影響其氧化進程的重要因素之一，煤層注水后水分增加，溫度降低，煤體的導熱系數和熱容量增大，煤體濕潤膨脹，由于水具有較大的熱容比，因而對降低煤體溫度、阻止煤炭氧化自燃十分有利。

本發明防治礦塵危害的原理：

（1)高壓水注入煤體后，煤體被破壞，水分有效地包裹了煤體的每一個部分，煤體內存在的大量原生煤塵被濕潤并黏結，使其在破碎時失去了飛揚能力，從而有效地消除了這一塵源。

（2)水濕潤煤體后，煤層脆性減弱，塑性增強，改變了煤的物理力學性質，當煤體因開采而破碎時，煤層由脆性破壞變為塑性破壞，因而減少了產塵量。

與現有技術相比，本發明能夠有效降低煤與瓦斯突出危險性指標、降低煤層中游離瓦斯濃度、降低煤塵的產生。

具體實施方式：

一種煤與瓦斯突出礦井采煤方法，包括煤層中游離瓦斯濃度和煤塵的降低方法，煤層中游離瓦斯濃度和煤塵的降低方法工藝步驟為：鉆孔，注水，封孔，其中鉆孔步驟包括鉆孔位置確定、孔徑確定、孔深確定孔向確定和孔間距確定；注水步驟包括注水壓力確定和注水時間確定；封孔步驟為封孔長度確定。