[發明專利]深井高瓦斯壓力揭煤區的地面鉆井掏煤輔助消突方法

在審

• 申請號: 202110305028.6
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN112901252A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 董瑞剛;程邦楷;陳勇;董善保;趙勇;陳梅勇;朱傳記;李軍艦
• 申請（專利權）人: 淮南礦業（集團）有限責任公司
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21F17/00;E21F17/18;E21B7/04;E21B43/00
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 葉濛濛

本發明公開了深井高瓦斯壓力揭煤區的地面鉆井掏煤輔助消突方法，包括以下步驟：S1、施工一口多底定向井工藝：在深井高瓦斯壓力揭煤區的地面進行掏煤鉆井，所述一口為主井段，所述多底定向井包括六個分支井段；S2、瓦斯抽采：將六個分支井段分別與地面負壓系統連接，最大限度抽采煤層瓦斯；S3、瓦斯抽采結束后，先分別對六個分支井段進行水泥封孔，再對主井段進行水泥封孔；S4、井下驗證：在六個分支井段周邊布置7個驗證孔，測定最大瓦斯含量；本發明采用“一口多底定向井，六個分支井段”方法后，提高了鉆孔施工進度，提升了抽采效果，縮短打鉆和抽采時間，從而實現深井高瓦斯壓力揭煤區安全快速高效揭煤。

技術領域

本發明涉及地下煤層深井揭煤技術領域，具體為深井高瓦斯壓力揭煤區 的地面鉆井掏煤輔助消突方法。

背景技術

大多數煤礦都是由多水平煤層所構成的，需要采用群開采技術對其進行 開采。具體地，在工程上，一般先挖掘一立井，再逐一對所述多水平煤層的 每一煤層進行“揭煤”，進而建立巷道以進行對煤層的開采。所謂“揭煤”，是指 在立井掘進過程中使得原本掩蓋在巖層之下的煤層暴露的過程。

當立井向下掘進到一定的深度時(特別是超過一千米時)，將要進行“揭煤” 的煤層一般都具有瓦斯壓力和水壓力都較大的特征，具有這種特征的煤層被 稱為“突出性煤層”，這其中當然也有少數煤層不是“突出性煤層”，由于“突出 性煤層”中的瓦斯壓力和水壓力都較大，因此在對“突出性煤層”進行“揭煤”操 作時多存在“煤與瓦斯突出”危險。所謂“煤與瓦斯突出”是煤礦生產和掘進過程 中一種復雜的自然災害，是一種伴有聲響和猛烈力能效應的地質動力現象， 它能在極短的時間內(多則數分鐘內，少則數秒內)由煤體向井巷突出大量的煤 炭并涌出大量的瓦斯，并使井巷充滿瓦斯與煤炭拋出物，能摧毀井巷設施， 破壞礦井巷通風系統，造成人員窒息，甚至引發瓦斯爆炸，是嚴重威脅煤礦 安全生產的地質災害之一。

某礦在-730～-960m聯絡斜巷(下段)4-1煤原始瓦斯壓力3.1Mpa、原始 瓦斯含量9.27m³/t，在前探測壓鉆孔、區域措施孔施工過程中多次發生強噴孔 現象。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于：如何解決前探測壓鉆孔、區域措施孔 施工過程中多次發生強噴孔現象的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：深井高瓦斯壓力揭煤 區的地面鉆井掏煤輔助消突方法，包括以下步驟：

S1、施工一口多底定向井工藝：在深井高瓦斯壓力揭煤區的地面進行掏 煤鉆井，所述一口為主井段，所述多底定向井包括六個分支井段；

S2、瓦斯抽采：將六個分支井段分別與地面負壓系統連接，最大限度抽 采煤層瓦斯；

S3、瓦斯抽采結束后，先分別對六個分支井段進行水泥封孔，再對主井 段進行水泥封孔；

S4、井下驗證：在六個分支井段周邊布置7個驗證孔，采用瓦斯含量直 接測定方法對鉆孔的掏煤區域消突效果進行驗證，測定最大瓦斯含量。

本發明采用“一口多底定向井，六個分支井段”方法后，提高了鉆孔施工進 度，提升了抽采效果，縮短打鉆和抽采時間，從而實現深井高瓦斯壓力揭煤 區安全快速高效揭煤，且本發明在使用輔助消突工程施工前，井下抽采鉆孔 抽采濃度最大35.4％、抽采純量最大1.14m³/min，輔助消突工程施工后，井下 抽采鉆孔抽采濃度最大56％、抽采純量最大3.7m³/min，抽采效果提升顯著。

優選地，所述一口多底定向井工藝包括以下步驟：

S1.1、定向鉆井：采用定向鉆井技術進行鉆井施工，建立地面與巷道揭煤 消突區域的通道；

S1.2、機械擴孔：通過不同尺寸的機械擴孔鉆頭逐級擴大洞穴體積，提高 卸壓效果；