[發明專利]一種突出煤層底抽巷全生命周期利用方法

有效

• 申請號: 202110383907.0
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN112879079B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 張建國;翟成;李延河;王新義;李喜員;魏則寧;張國川;劉廳;張浩權;鄭仰峰;仝艷軍;王佳;劉磊
• 申請（專利權）人: 平頂山天安煤業股份有限公司;中國礦業大學;中國平煤神馬控股集團有限公司
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21F15/00;E21F15/06
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 張聯群

本發明公開了一種突出煤層底抽巷全生命周期利用方法，包括：S1.結合煤層地質條件，確定底抽巷的空間層位布置；S2.于底抽巷向預掘煤巷區域打穿層鉆孔進行水力卸壓增透，然后聯孔抽采瓦斯；S3.于底抽巷向預掘煤巷外側布設穿層注漿鉆孔進行區域加固；S4.工作面卸壓區域瓦斯二次抽采；S5.煤矸分離及矸石回填底抽巷。解決了現有底抽巷開掘僅用于采前預抽的局限，以及煤矸堆積、廢棄巷道空間浪費等環境問題，對底抽巷的整個生命周期進行設計分析，實現對底抽巷的有效管理和運用，同時將底抽巷的功能拓展到工作面卸壓瓦斯二次抽采、承接矸石井下充填等方面，實現經濟和環境效益雙贏。

技術領域

本發明涉及瓦斯抽采技術領域，尤其是一種適用于煤礦井下突出煤層底抽巷全生命周期利用方法。

背景技術

底抽巷，也稱為是底板巷道，是指布置在位于煤層下方的巖層中的巷道。底抽巷抽采瓦斯掩護上部煤巷掘進是治理瓦斯突出的關鍵技術，也是《防突細則》的明確要求。

底抽巷多被運用在采前瓦斯預抽中，底抽巷預抽更是作為距離煤層群綜合治理瓦斯的重要方法之一。主要作用體現在：對上部煤層巷道掘進進行提前預抽，進而使上部覆蓋煤層得到充分卸壓；在開采保護過程中進行瓦斯抽采，同時攔截鄰近煤層瓦斯涌入保護層；對采空區瓦斯進行抽采，牽制瓦斯流向；增加氣源鉆孔，提高瓦斯抽采濃度及抽采量。

現階段，多關注底抽巷在采前瓦斯預抽中的作用，忽視其他許多重要作用，僅發揮了部分功能。另外，在上部煤層開采結束后，僅發揮預抽作用的底抽巷大多直接被廢棄，不僅造成巨大巷道空間的浪費，而且極有可能發生巷道失穩變形進而引發局部地層沉降，具有重大安全隱患。

發明內容

技術問題：本發明的目的是針對現有技術中存在的不足，提供一種突出煤層底抽巷全生命周期利用方法，將底抽巷的設計開掘、投產使用、廢棄處置各階段連接起來，實現完整的生命周期利用，從而解決現有應用中底抽巷功能單一、利用率低、用完即棄的問題。

技術方案：為實現上述目的，本發明解決技術問題的技術方案：

一種突出煤層底抽巷全生命周期利用方法，包括突出煤層底抽巷全生命周期管理，從開始到結束的全階段分為初期管理階段、中期管理階段和后期管理個階段，三個管理階段包括以下步驟：

S1.結合煤層地質條件，確定底抽巷的空間層位布置；

S2.于底抽巷向預掘煤巷區域打穿層鉆孔進行水力卸壓增透，然后聯孔抽采瓦斯；

S3.于底抽巷向預掘煤巷外側布設穿層注漿鉆孔進行區域加固；

S4.工作面卸壓區域瓦斯二次抽采；

S5.煤矸分離及矸石回填底抽巷。

步驟S1中，所述確定底抽巷的空間層位布置包括：

S11，進行煤層和巖層數據采集：獲得煤、巖層賦存地質結構柱狀圖，分析不同巖層的物理力學性質及賦存狀況；

S12，設計預案：根據煤層基本情況，設計多種底抽巷空間層位預案，標記為預案a、預案b、…、預案n，n≥2；

S13，對多種底抽巷空間層位預案進行試驗綜合比對，試驗綜合比對多個預案的各項評價指標包括：

S131，鉆機打鉆效率對比：統計各預案底抽巷鉆機每個月的施工天數及總進尺數，進而求得當月每臺鉆機平均進尺數，將各月的每臺鉆機平均進尺數求均值得到日平均施工速度(P1)；

S132，鉆頭消耗成本對比：統計各預案下所配套使用的鉆頭型號對應的鉆頭單價，根據施工實際消耗鉆頭數量計算鉆頭總成本，結合步驟S131中的總進尺數計算平均每花費百元鉆頭進尺數(P2)；

S133，封孔效率對比：對比各預案下所采用的封孔工藝差異，以平均每小時封孔數(P3)為指標評價封孔效率；