[發明專利]一種沿空巷道采空區瓦斯抽采的方法

在審

• 申請號: 201811296769.7
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109339854A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 蘆志剛;白璐;范紅斌;王強;連師
• 申請（專利權）人: 山西潞安環保能源開發股份有限公司常村煤礦
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00
• 代理公司: 太原華弈知識產權代理事務所 14108
• 代理人: 郭培培

本發明為一種沿空巷道相鄰采空區瓦斯抽采方法，適用于高瓦斯礦井以及煤層和圍巖瓦斯賦存狀態難以大量析出。當相鄰工作面開采時，基本頂在側向形成斷裂拱使采空區周圍巖體形成大量裂隙，故采空區內有大量游離態瓦斯產生。在小煤柱側煤墻上打設瓦斯鉆孔安設聚乙烯管路抽采瓦斯。隨著巷道不斷掘進，在巷道軸向上依次布置瓦斯鉆孔管路，對采空區瓦斯形成全范圍網狀抽采。并入巷道內主抽采管共同回收到地面進行再利用。在采空區垮落后通過瓦斯鉆孔管路抽采給予其通道，解決采空區自燃發火和瓦斯爆炸的危險，能夠有效對采空區垮落壓實區域和上隅角進行充分抽采，提升礦井安全性數。

技術領域

本發明屬于煤礦安全生產技術領域，尤其涉及一種沿空巷道相鄰采空區瓦斯抽采方法。

背景技術

煤礦厚煤層綜放開采時相鄰工作面之間需留設一定寬度的護巷煤柱，煤柱的留設寬度直接關系到上覆巖層的承載能力。煤柱留設合理與否，直接關系到上覆巖層的垂直應力是否會導致巷道變形嚴重，影響礦井采掘生產銜接情況。開掘巷道斷面時破壞煤巖體的初始狀態下的原巖應力，使得巷道周邊圍巖由三向受力狀態向兩向受力和單向受力狀態轉變，導致其圍巖應力重新分布，對于資源回收巷道圍巖的穩定性變得至關重要。同時煤炭是不可再生能源，為提高其資源回收率和降低巷道維護成本，現階段大多數煤礦在厚煤層中采用沿空掘巷留設小煤柱技術，此時巷道布置在應力減低區域。巷道圍巖（特別是小煤柱煤墻）可通過增加錨桿+注漿支護提升其擁有穩定的承載能力。通過提高圍巖強度、錨桿預緊力從而達到承載上覆巖層結構的能力有效解決了巷道變形嚴重的問題。

當相鄰工作面開掘巷道直至其回采期間，由于相鄰采空區和工作面之間存在大量漏風通道，在瓦斯抽放上一定程度影響采空區內部漏風流場分布規律。其中礦井瓦斯在煤體及圍巖中的存在狀態包括游離狀態和吸附狀態兩種。游離狀態瓦斯以自由氣體的狀態存在于煤體或圍巖的裂縫和孔隙之中，并呈現出擠壓力，極易被抽出，而吸附狀態的瓦斯又分為吸著和吸收：吸著狀態是由于固體粒子和氣體分子之間的引力作用，使氣體分子在固體粒子表面上緊密附著一個薄層；吸收狀態是氣體分子已進入煤體的內部，瓦斯與煤體緊密結合在一起，它和氣體溶解于液體中的現象相似。

在煤層未受采掘影響，仍處于原始平衡狀態的條件下，游離和吸附瓦斯處于動平衡狀態，各自所占的比例主要取決于壓力的大小。當溫度、壓力等外界條件發生變化時，這種相對穩定性即遭到破壞。故吸附狀態下的瓦斯難以在回采時依靠瓦斯鉆孔中的管路抽取出來，當其隨著工作面不斷推進直接頂垮落下來后，有采空區的上覆巖層和遺留煤會釋放出大量瓦斯。特別是在高瓦斯礦井中當相鄰工作面開采時，基本頂在側向也有斷裂拱的形成，彼時采空區瓦斯析出量大，若無有效的通道對瓦斯進行抽出，易通過小煤柱側煤墻裂隙進行滲透或者漏風到采空區進而造成自燃發火狀態，此對相鄰工作面正常回采造成一定影響，易發生瓦斯爆炸危險。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明目的是提供一種沿空巷道相鄰采空區瓦斯抽采方法，該方法沿空巷道側使用瓦斯鉆孔管路對采空區垮落壓實區的矸石和遺煤中的瓦斯以及煤柱采空區側上隅角瓦斯進行抽采，可有效減少采空區垮落壓實區內和上隅角瓦斯含量，給采空區瓦斯提供釋放通道，從而避免采空區自燃發火和瓦斯爆炸的危險，提升瓦斯抽采率。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種沿空巷道相鄰采空區瓦斯抽采方法，包括如下步驟：

1、沿采空區邊緣掘進巷道，掘進巷道與采空區之間留設煤柱；

2、在滯后掘進巷道迎頭100米時，通過鉆機向煤柱打設瓦斯鉆孔，鉆孔中放入聚乙烯瓦斯管路，聚乙烯瓦斯管路與鉆孔之間填充封孔材料；鉆孔布置方式，鉆孔與煤柱側錨桿間隔設置，間排距為1500mm x 1000mm，同一排布置兩個瓦斯鉆孔，第一鉆孔位于頂角下方300mm，傾斜角度為35°；第二鉆孔位于底角距底板1000mm，與煤墻成垂直打設需延伸管路到采空區垮落壓實區內，瓦斯管路按照水平角度0°進行安設；