[發(fā)明專利]一種大斷面隧道穿小夾角煤層瓦斯抽放鉆孔布置方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011423102.6
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112324489B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李樹清;黃飛;袁志剛;李波
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南科技大學(xué)
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00
• 代理公司: 深圳市輝泓專利代理有限公司 44510
• 代理人: 孟強

本發(fā)明公開了一種大斷面隧道穿小夾角煤層瓦斯抽放鉆孔布置方法，包括：開設(shè)隧道的主洞；在主洞掌子面距離煤層較遠(yuǎn)的一側(cè)開設(shè)平導(dǎo)洞；在所述主洞掌子面開設(shè)主洞鉆孔并安裝抽放管道進(jìn)行瓦斯抽放；在所述平導(dǎo)洞掌子面開設(shè)平導(dǎo)洞鉆孔并安裝抽放管道進(jìn)行瓦斯抽放。本發(fā)明提供的大斷面隧道穿小夾角煤層瓦斯抽放鉆孔布置方法，主洞掌子面距離煤層較近的一側(cè)通過主洞掌子面上布設(shè)的主洞鉆孔進(jìn)行瓦斯抽放，主洞掌子面距離煤層較遠(yuǎn)的一側(cè)通過平導(dǎo)洞掌子面上布設(shè)的平導(dǎo)洞鉆孔進(jìn)行瓦斯抽放，極大地減小了主洞中距離煤層較遠(yuǎn)的一側(cè)的鉆孔深度，降低了鉆孔施工的難度，有效地節(jié)省瓦斯抽放的時間，提高瓦斯抽放效率。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及隧道工程技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種大斷面隧道穿小夾角煤層瓦斯抽放鉆孔布置方法。

【背景技術(shù)】

隧道穿越瓦斯煤系地層施工在我國山嶺地區(qū)的公路交通建設(shè)中時有發(fā)生，瓦斯工區(qū)的科學(xué)設(shè)計與安全施工是隧道建設(shè)的控制性工程，對隧道的安全性與可靠度起著至關(guān)重要的作用。根據(jù)國家相關(guān)規(guī)范指南的規(guī)定，隧道穿越瓦斯工區(qū)施工時需嚴(yán)格執(zhí)行“四位一體”瓦斯防治措施，待檢驗指標(biāo)達(dá)標(biāo)后才能繼續(xù)進(jìn)行隧道掘進(jìn)施工。目前，隧道瓦斯的治理多數(shù)沿用礦井瓦斯治理措施，即在隧道掘進(jìn)掌子面采用鉆機向目標(biāo)煤層施工密集抽放鉆孔，然后采用瓦斯抽放系統(tǒng)進(jìn)行瓦斯抽放。

然而，隧道瓦斯治理與礦井瓦斯治理也有著諸多差異：（1）多數(shù)礦井開拓有專門用于瓦斯抽放的巷道，而隧道一般只有一個主洞；（2）礦井未開采的煤層可以通過抽放巷道進(jìn)行長達(dá)幾個月的瓦斯抽放工作直至達(dá)標(biāo)，而隧道的主要任務(wù)是掘進(jìn)施工，施工周期的長短直接影響企業(yè)的效率與整體工程的進(jìn)度，因此希望隧道的瓦斯抽放時間盡量縮短；（3）礦井巷道的斷面積較小，而隧道的斷面積大至百余平方米。

另一方面，多數(shù)情況下隧道走向與煤層走向的夾角（θ）較小，甚至有隧道與煤層走向近似一致的情況。如圖1所示，隧道掘進(jìn)施工過程中掌子面的一側(cè)將會首先達(dá)到距離煤層的安全巖柱位置，而隧道另外一側(cè)與煤層的距離可能會長達(dá)近百米。現(xiàn)有技術(shù)中一般在隧道掌子面向煤層施工抽放鉆工，從圖1可以看出遠(yuǎn)離煤層的右側(cè)鉆孔深度較大，一方面瓦斯抽放效率低，需要長期抽放作業(yè)才能滿足隧道安全施工的需求，另一方面過長的抽取距離給鉆孔施工帶來了難度，且對于瓦斯的抽采效果極為不利。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的在于提供一種大斷面隧道穿小夾角煤層瓦斯抽放鉆孔布置方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中煤層瓦斯抽放效率低的問題。

為解決上述問題，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下：

一種大斷面隧道穿小夾角煤層瓦斯抽放鉆孔布置方法，包括：

開設(shè)隧道的主洞；

在主洞掌子面距離煤層較遠(yuǎn)的一側(cè)開設(shè)平導(dǎo)洞；

在所述主洞掌子面開設(shè)主洞鉆孔并安裝抽放管道進(jìn)行瓦斯抽放；

在所述平導(dǎo)洞掌子面開設(shè)平導(dǎo)洞鉆孔并安裝抽放管道進(jìn)行瓦斯抽放。

如上所述的大斷面隧道穿小夾角煤層瓦斯抽放鉆孔布置方法，所述平導(dǎo)洞的數(shù)量為多個，多個所述平導(dǎo)洞與主洞呈階梯狀排布。

如上所述的大斷面隧道穿小夾角煤層瓦斯抽放鉆孔布置方法，多個所述主洞鉆孔自主洞掌子面呈放射狀延伸至煤層，多個所述平導(dǎo)洞鉆孔自平導(dǎo)洞掌子面呈放射狀延伸至煤層。

如上所述的大斷面隧道穿小夾角煤層瓦斯抽放鉆孔布置方法，所述平導(dǎo)洞的寬度為3m～6m。

如上所述的大斷面隧道穿小夾角煤層瓦斯抽放鉆孔布置方法，所述主洞鉆孔和平導(dǎo)洞鉆孔直徑均為75mm～120mm且穿透煤層進(jìn)入巖層0.5m以上。

如上所述的大斷面隧道穿小夾角煤層瓦斯抽放鉆孔布置方法，所述主洞鉆孔的間距和平導(dǎo)洞鉆孔的間距均為2m～4m。