[發(fā)明專利]一種交叉鉆孔約束爆破網(wǎng)絡增透瓦斯抽放方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610075935.5
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN106014473B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李成武;解北京;栗婧;呂平洋;付帥;董利輝;王啟飛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(北京)
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21B43/263
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤巖瓦斯抽放技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于低透氣性厚煤層交叉鉆孔約束爆破網(wǎng)絡增透的瓦斯抽放方法。

背景技術(shù)

近年來我國煤炭產(chǎn)量日益增大，煤礦開采深度逐年增高，煤層瓦斯含量增大，采掘過程中煤層瓦斯涌出量增大，甚至某些煤礦突出危險顯著升高，嚴重影響煤礦安全高效生產(chǎn)，必須對煤層瓦斯進行抽放，降低煤層瓦斯含量，才能降低瓦斯風險。

影響煤層瓦斯抽采效果的主要因素是滲透率，國內(nèi)外常采用水力壓裂、水力割縫、深孔松動爆破以及交叉鉆孔等方式提高煤層滲透率，以期提高礦井瓦斯的抽采效果。然而，部分礦井煤層厚、瓦斯含量高、滲透率低、透氣性差導致其瓦斯抽放效果較差，嚴重影響煤礦的安全生產(chǎn)：水力壓裂、水利增透等措施工藝復雜，需要專門的設(shè)備，且在井下操作不便；交叉鉆孔抽放技術(shù)由于交叉點之間鉆孔應力作用有限導致抽采效果不佳；深孔松動爆破增透技術(shù)由于傳統(tǒng)的連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)會導致周圍粉碎圈過大、裂隙圈分布范圍較窄導致抽采效果持續(xù)時間較短。常規(guī)的瓦斯抽放方法在低透氣性厚煤層礦井的抽放效果很難得到顯著提高，不適用于該種地質(zhì)條件，需要在抽放方法和措施上具有突破和創(chuàng)新，才可能達到較好的效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提供了一種適用于低透氣性厚煤層礦井的瓦斯抽放方法，用以解決低透氣性厚煤層礦井瓦斯抽放效果不佳的問題。

為了實現(xiàn)以上目的，有效提高低透氣性厚煤層瓦斯抽采效果，實現(xiàn)煤礦安全高效生產(chǎn)、煤與瓦斯同采，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種交叉鉆孔約束爆破網(wǎng)絡增透瓦斯抽放方法，其特征在于包括以下步驟：

Ⅰ、根據(jù)施工地點煤層(1)處煤層厚度、煤層傾角、瓦斯含量、瓦斯壓力、煤層滲透率，設(shè)計施工交叉鉆孔。其中，交叉鉆孔由上下兩排鉆孔組成，上排鉆孔均為瓦斯抽放孔(2)，下排鉆孔中瓦斯抽放孔(2)與爆破孔(3)間隔布置。上下兩排鉆孔垂直間距為H，相同排的相鄰鉆孔孔距為L，上排與下排相鄰鉆孔水平投影孔口間距為M，瓦斯抽放孔(2)的孔徑為R、孔深D，爆破孔(3)的孔徑為r、孔深d，上下鉆孔在水平面投影夾角為α，交叉點數(shù)I。瓦斯抽放孔(2)用于抽放瓦斯，爆破孔(3)用于安放藥包(4)實施爆破增透，藥包(4)定點安放于瓦斯抽放孔(2)與爆破孔(3)的交叉點(5)處。其中，90≤R≤120mm；2≤M≤5m；50≤r≤70mm；15°≤α≤20°。

Ⅱ、根據(jù)瓦斯抽放需要滿足的卸壓半徑，計算設(shè)計松動爆破藥包參數(shù)、單包藥包藥量q、單孔藥量Q，并確定起爆方式，確保其爆破后產(chǎn)生立體網(wǎng)絡裂隙效果。

Ⅲ、使用特制的傳送設(shè)備，將各藥包(4)約束固定在瓦斯抽放孔(2)與爆破孔(3)交叉點(5)位置，采用導爆索連接起爆藥卷。兩藥包之間采用水袋間隔，隔爆降塵的同時能夠?qū)Ω盍衙簬r體，形成有效抽采縫隙。

所述步驟Ⅱ中，單包藥包藥量根據(jù)下式確定：

q＝eq’gm_iw²n(1+n²)^-0.5

其中，q為單包藥包實際裝藥量，e為爆力系數(shù)，q’為標準條件下爆破每單位體積所需炸藥量，g為爆眼堵塞系數(shù)，m_i為第i個交叉點位置炮眼深度，w為最小抵抗線(即本發(fā)明中的卸壓半徑)，n為炮眼深度對炸藥消耗量的影響系數(shù)。

所述步驟Ⅱ中，單孔藥量Q＝Iq。

所述步驟Ⅰ、Ⅲ中交叉點(5)的位置，即炮眼深度m_i。

若上排孔為順層鉆孔，下排鉆孔為斜交鉆孔，則m_i＝(i-1)L/sinα+M/sinα；

若上排孔為交叉鉆孔，下排鉆孔為順層鉆孔，則m_i＝(i-1)L/tanα+M/tanα。

附圖說明

圖1為鉆孔平面布置示意圖，圖2為鉆孔剖面示意圖，圖3為鉆孔布置立體示意圖。

圖中：

1-施工地點煤層；2-瓦斯抽放孔；3-爆破孔；4-藥包；5-交叉點；6-瓦斯抽放孔與爆破孔交叉點垂線。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

實施例1

某礦15#煤層由于煤層厚、瓦斯含量高、滲透率低、透氣性差等原因，雖然常規(guī)的瓦斯抽放方法已經(jīng)進行過多次實驗，其抽放效果很難得到顯著提高，瓦斯抽放效果較差。