[發明專利]一種煤層采空區瓦斯與煤自燃協同防治方法

在審

• 申請號: 201911152741.0
• 申請日: 2019-11-22
• 公開（公告）號: CN110685728A
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 張雷林;石必明;張美齊;鐘珍;張煜
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: E21F5/00
• 分類號: E21F5/00;E21F5/08
• 代理公司: 11589 北京勁創知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 張鐵蘭

本發明公開一種極近距離易自燃煤層采空區瓦斯與煤自燃協同防治方法，利用旁路式高位走向長鉆孔替代高位抽采巷和采空區插管抽采極近距離煤層及本煤層遺煤解吸的瓦斯，避免了工作面上隅角甚至回風巷瓦斯頻繁超限；通過進風巷布置注漿管路連續向采空區注阻燃漿體封堵漏風通道，液壓支架后部布置注漿鉆孔連續向采空區注阻燃漿體凝結松散煤體，實現堵漏降溫；利用進入深部區域停止抽采瓦斯的旁路式高位走向長鉆孔連續向采空區注水成膜膠體泡沫防治采空區煤炭自燃，構成了采空區瓦斯與煤自燃立體化協同防治體系，達到了瓦斯與煤自燃共治的目的。

技術領域

本發明涉及煤礦瓦斯與煤自燃防治技術領域，特別是涉及一種煤層采空區瓦斯與煤自燃協同防治方法。

背景技術

我國95％的煤礦開采是地下作業，煤層賦存條件復雜多變，多種災害互為誘因，很容易造成重、特大災害事故。其中，煤礦井下最突出的災害之一就是煤自燃與瓦斯相互耦合，如果對煤自燃與瓦斯防治不到位，煤炭自燃很容易誘發瓦斯爆炸，造成重大的人員傷亡和經濟損失。同時，極近距離煤層開采時，上煤層采空區的瓦斯和一氧化碳等災害氣體容易涌入下煤層工作面，增加災害治理難度。

為了有效地防治瓦斯與煤自燃耦合災害，國內外學者開展了大量研究。但已有的研究主要集中于單一煤層或近距離煤層開采，對極近距離易自燃煤層采空區瓦斯與煤自燃協同防治鮮有涉及。所謂極近距離煤層是指煤層間距較小，開采時具有顯著相互影響的煤層，即隨著本煤層開采，鄰近煤層處在上方冒落帶范圍內，隨著開采煤層工作面向前推進，鄰近煤層發生垮落，本煤層采空區與鄰近煤層相互溝通，增加了采空區漏風量，增加煤自燃的可能性。同時，鄰近煤層有毒有害氣體涌入工作面，造成本煤層瓦斯頻繁超限。

發明內容

本發明的目的是提供一種煤層采空區瓦斯與煤自燃協同防治方法，以解決上述現有技術存在的問題，一方面改變鄰近層瓦斯運移方向，避免工作面瓦斯超限，另一方面防止采空區煤炭自燃，甚至誘發瓦斯爆炸；進而保障礦井安全生產，避免由于煤炭自燃誘發惡性瓦斯爆炸事故，構建和諧礦區具有十分重要的理論意義和現實作用。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種煤層采空區瓦斯與煤自燃協同防治方法，包括旁路式高位走向長鉆孔、注漿管路、注漿鉆孔和深部長鉆孔，所述旁路式高位走向長鉆孔布置在回采工作面輔助巷，抽采極近距離煤層及本煤層遺煤解析的瓦斯；所述注漿管路布置在回采工作面進風巷，且通過所述注漿管路連續向采空區注阻燃漿體；所述注漿鉆孔布置在液壓支架后部，并通過所述注漿鉆孔連續向采空區注阻燃漿體；所述深部長鉆孔布置在回采工作面輔助巷，并通過所述深部長鉆孔連續向采空區注水成膜膠體泡沫。

進一步地，煤層采空區中的煤層為極近距離煤層，該極近距離煤層的煤層間距小。

進一步地，回采工作面輔助巷位于回采工作面回風巷外側，距回風巷水平距離5～10m，距回采工作面頂板8～10m。

進一步地，在輔助巷靠近回采工作面一側，依次布置鉆場，鉆場間距50m，每個鉆場施工5個所述旁路式高位走向長鉆孔，各所述旁路式高位走向長鉆孔的直徑均為113mm，鉆孔沿走向方向施工，鉆孔的終孔距回風巷水平距離分別為8m、16、24m、32m、40m，距回采工作面頂板8～10m。

進一步地，回采工作面推進到距鉆場25m時，打開該鉆場內所述旁路式高位走向長鉆孔開始瓦斯抽采，同時關閉前一個鉆場內旁路式高位走向長鉆孔，有且僅有一個鉆場內鉆孔進行抽采；在新鉆場進行瓦斯抽采的同時，利用已進入采空區的鉆場內旁路式高位走向長鉆孔對采空區注水成膜膠體泡沫；注水成膜膠體泡沫鉆場與抽采瓦斯鉆場相隔一個鉆場，間距為100m。

進一步地，所述注漿管路為直徑150mm的無縫圓形鋼管。

進一步地，在靠近進風巷處每間隔2個或3個液壓支架的位置處布置1個注漿鉆孔，所述注漿鉆孔與水平線的傾角為0°～10°，深度為5～8m，鉆孔直徑為50mm。