[發明專利]一種松軟含瓦斯煤層煤巷條帶保障煤巷掘進的方法

有效

• 申請號: 202011123226.2
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112211644B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 白新華
• 申請（專利權）人: 呂梁學院
• 主分類號: E21D9/10
• 分類號: E21D9/10;E21B7/06;E21B47/00;E21B43/26;E21F7/00
• 代理公司: 鄭州萬創知識產權代理有限公司 41135
• 代理人: 任彬

本發明公開了一種松軟含瓦斯煤層煤巷條帶保障煤巷掘進的方法，進行地質調查，確保煤層的厚度不超過四米，在煤礦大功率定向鉆機上安裝擴孔鉆具，確保能實施頂板巖層與煤層結合處的鉆孔與底板巖層與煤層結合處的鉆孔；在煤層底板抽放巷中先施工穿過底板巖層、通過鉆孔造斜導入段進入底部煤巖層結合處施工長鉆孔，后施工穿過煤層的穿層鉆孔，通過鉆孔造斜導入段進入頂部煤巖層結合處施工長鉆孔。本發明的有益效果為：可以消除松軟煤層巷道掘進時的瓦斯膨脹能，降低掘進過程中的瓦斯涌出量，達到了保障煤層巷道安全、快速掘進的目的。

技術領域

本發明屬于瓦斯治理的技術領域，具體涉及一種松軟含瓦斯煤層煤巷條帶保障煤巷掘進的方法。

背景技術

我國是世界上煤炭開采過程中瓦斯災害最嚴重的國家之一，埋深2000m以淺的資源量在36.8萬億m³，其中在松軟、瓦斯含量較高的煤層區實施瓦斯治理非常困難，嚴重影響了煤層巷道的開拓掘進速度，使得松軟含瓦斯煤層采掘失調現象非常普遍。目前瓦斯治理的各種壓裂，深孔爆破等；但是在松軟含瓦斯煤層中鉆孔施工困難，表現為打鉆過程噴孔、卡鉆、頂鉆現象嚴重，即使暫時完成了瓦斯治理鉆孔的施工，很快出現煤層瓦斯治理鉆孔塌孔、堵孔的現象，使得瓦斯治理的“戰場”消失，治理空間和時間非常局促，根本不能有效實施瓦斯治理，最終形成煤層巷道無法掘進，造成采掘失調，無法形成開采煤炭的回采工作面，影響了煤炭企業的可持續發展。因此，在松軟含瓦斯煤層中有效實施瓦斯治理鉆孔，并能保證施工完成的瓦斯治理鉆孔成孔好、不塌孔，為瓦斯治理提供可靠、穩定的時間和空間，保證松軟含瓦斯煤層煤層巷道及時、安全掘進，實現煤礦企業可持續發展。

發明內容

本發明提供一種松軟含瓦斯煤層煤巷條帶保障煤巷掘進的方法，可以消除松軟煤層巷道掘進時的瓦斯膨脹能，降低掘進過程中的瓦斯涌出量，達到了保障煤層巷道安全、快速掘進的目的。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案，一種松軟含瓦斯煤層煤巷條帶保障煤巷掘進的方法，具體步驟為：

S1、進行地質調查，確保煤層的厚度不超過4m，將煤礦大功率定向鉆機上安裝大直徑鉆具和擴孔鉆具，煤礦大功率定向鉆機放置在底板抽放巷，確保能實施頂板巖層與煤層結合處的鉆孔、底板巖層與煤層結合處的鉆孔；

S2、在煤層底板抽放巷中先后施工穿過底板巖層和煤層的穿層鉆孔，通過鉆孔造斜導入段進入底部煤巖層結合處的，然后用同樣的步驟施工鉆孔造斜導入段到達頂部煤巖層結合處；

S3、分別施工頂板巖層與煤層結合處的鉆孔、底板巖層與煤層結合處的鉆孔的主體階段，鉆孔軌跡保持在煤巖結合層處鉆進，以頂板巖層與煤層結合處的鉆孔為例，鉆孔上部二分之一為巖層，鉆孔下部二分之一為煤層，底板巖層與煤層結合處的鉆孔的結構與頂板巖層與煤層結合處的鉆孔近似，同時觀測鉆屑情況和隨鉆判識分析，確保鉆孔始終位于煤巖結合處中部；

S4、參照煤礦瓦斯治理鉆孔抽采影響半徑，頂、底板煤巖層位置至少有一條以上投影位置落在預定煤層巷道中央的長鉆孔，頂板巖層與煤層結合處的鉆孔、底板巖層與煤層結合處的鉆孔長度不低于300m，在頂板巖層與煤層結合處的鉆孔、底板巖層與煤層結合處的鉆孔中施工多個鉆孔擴孔段，對鉆孔擴孔段進行多次擴孔卸壓，在頂板巖層與煤層結合處的鉆孔、底板巖層與煤層結合處的鉆孔附近的煤層中形成裂隙發育的主裂縫、次生裂縫，在頂板巖層與煤層結合處的鉆孔的平行方向上施工足夠數量的與頂板巖層與煤層結合處的鉆孔結構近似的鉆孔，在底板巖層與煤層結合處的鉆孔的平行方向上施工足夠數量的與底板巖層與煤層結合處的鉆孔結構近似的鉆孔，確保多個鉆孔的影響范圍涵蓋煤巷掘進條帶法定的控制范圍；

S5、上述步驟為一個施工循環，根據預定掘進煤層巷道的長度重復多次循環施工，每個循環之間采用搭茬銜接技術，使鉆孔對煤體的卸壓、瓦斯抽采影響范圍相連或重合，保證鉆孔長度軌跡全覆蓋預定掘進煤層巷道，瓦斯治理區域不留空白帶，鉆孔施工完成后，實施瓦斯連抽作業，達到瓦斯治理達標，消除瓦斯膨脹能。