[發(fā)明專利]沿空留巷工作面采空區(qū)瓦斯與自然發(fā)火復(fù)合災(zāi)害治理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110962202.4
• 申請(qǐng)日: 2021-08-20
• 公開（公告）號(hào): CN113550782B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉紅威;張小龍;王飛;朱帥;劉樹鋒;劉先新;羅平;陳黎明;賈國(guó)平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號(hào): E21F7/00
• 分類號(hào): E21F7/00;E21C41/18;E21F1/00;E21F15/04;E21F17/103
• 代理公司: 太原晉科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 楊斌華

一種沿空留巷工作面采空區(qū)瓦斯與自然發(fā)火復(fù)合災(zāi)害治理方法，屬于煤礦安全領(lǐng)域，可解決目前在高瓦斯礦井自燃（易自燃）煤層進(jìn)行沿空留巷無煤柱開采時(shí)，采空區(qū)瓦斯涌出量大、自然發(fā)火嚴(yán)重的難題。工作面回采過程中，在采空區(qū)一側(cè)施工沿空留巷，實(shí)現(xiàn)沿空留巷無煤柱開采；工作面采用Y型通風(fēng)方式；工作面每向前推進(jìn)一段距離，在液壓支架后構(gòu)筑采空區(qū)高水材料阻斷墻，將采空區(qū)分隔成若干獨(dú)立且相對(duì)封閉的區(qū)域；在沿空留巷內(nèi)，向采空區(qū)每個(gè)獨(dú)立且相對(duì)封閉的區(qū)域埋設(shè)抽采管。Y型通風(fēng)和埋管抽采相結(jié)合的方式，防止工作面與巷道內(nèi)瓦斯超限；高水材料阻斷墻阻斷Y型通風(fēng)與瓦斯抽采引起的采空區(qū)漏風(fēng)，防止采空區(qū)自然發(fā)火的發(fā)生，提高采空區(qū)瓦斯抽采效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤礦安全領(lǐng)域，尤其屬于礦井災(zāi)害防治技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種沿空留巷工作面采空區(qū)瓦斯與自然發(fā)火復(fù)合災(zāi)害治理方法。

背景技術(shù)

沿空留巷無煤柱開采技術(shù)能夠提高礦井的資源回采率、延長(zhǎng)礦井的服務(wù)年限、減少工作面巷道的掘進(jìn)量、緩解回采和掘進(jìn)之間的接替矛盾、縮短工作面的搬家時(shí)間，是一種經(jīng)濟(jì)有效的礦井采煤方法。沿空留巷無煤柱開采技術(shù)已在我國(guó)很多條件較好的薄及中厚煤層采煤工作面進(jìn)行了應(yīng)用，并取得了良好的效果。但該技術(shù)在條件復(fù)雜的礦井中使用時(shí)存在巨大的安全隱患，具體表現(xiàn)在：沿空留巷無煤柱開采技術(shù)條件下，工作面通風(fēng)方式通常采用Y型和W型兩種形式。W型通風(fēng)易造成上隅角瓦斯積聚，Y型通風(fēng)能使工作面上隅角的瓦斯有效排出，但采空區(qū)漏風(fēng)量較大，采空區(qū)自然發(fā)火防治困難。近年我國(guó)井工開采煤礦不斷向深部轉(zhuǎn)移，煤層瓦斯含量逐漸增大，進(jìn)行全方位立體抽采可以有效控制回采中瓦斯的涌出，但由于瓦斯抽采造成的煤體及采空區(qū)的漏風(fēng)，大大地增加了煤炭自然發(fā)火的可能性，煤炭自然發(fā)火引發(fā)的煤礦瓦斯燃燒或爆炸等次生災(zāi)害的危險(xiǎn)程度逐步升級(jí)，增大了災(zāi)害防治的難度。與此同時(shí)，多數(shù)礦井存在瓦斯與自然發(fā)火災(zāi)害并存的現(xiàn)象。在高瓦斯礦井自燃（易自燃）煤層進(jìn)行沿空留巷無煤柱開采時(shí)，常采用Y型通風(fēng)、增大風(fēng)量和瓦斯抽采三種方式控制采空區(qū)上隅角瓦斯的涌出，但這三種措施均有利于采空區(qū)的自然發(fā)火。因此，采空區(qū)嚴(yán)重的瓦斯與自然發(fā)火復(fù)合災(zāi)害已成為限制沿空留巷無煤柱開采技術(shù)推廣應(yīng)用的瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有高瓦斯礦井自燃（易自燃）煤層進(jìn)行沿空留巷無煤柱開采時(shí)，采空區(qū)瓦斯與自然發(fā)火復(fù)合災(zāi)害嚴(yán)重且難以防治的難題，提供一種沿空留巷工作面采空區(qū)瓦斯與自然發(fā)火復(fù)合災(zāi)害治理方法。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種沿空留巷工作面采空區(qū)瓦斯與自然發(fā)火復(fù)合災(zāi)害治理方法，在采空區(qū)一側(cè)施工沿空留巷，實(shí)現(xiàn)沿空留巷無煤柱開采，在沿空留巷無煤柱開采工作面，采用皮帶順槽和軌道順槽進(jìn)風(fēng)，沿空留巷回風(fēng)的Y型通風(fēng)方式；工作面每向前推進(jìn)一段距離L后，在液壓支架后構(gòu)筑一道采空區(qū)高水材料阻斷墻，將采空區(qū)分隔成若干獨(dú)立且相對(duì)封閉的區(qū)域；當(dāng)工作面推進(jìn)到兩堵高水材料阻斷墻的中間位置時(shí)，在采空區(qū)沿傾向埋設(shè)瓦斯抽采管，待相對(duì)封閉區(qū)域形成后進(jìn)行采空區(qū)埋管瓦斯抽采。

進(jìn)一步地，所述沿空留巷包括充填沿空留巷或切頂沿空留巷。

進(jìn)一步地，所述高水材料阻斷墻的間隔距離L通過如下方式確定：

L=aVT，其中，V：工作面推進(jìn)速度，m/天；T：煤層的自然發(fā)火期，天；a：安全系數(shù)，取值范圍為0.7~0.9。

進(jìn)一步地，所述埋設(shè)的瓦斯抽采管延伸到沿空留巷內(nèi)，并在沿空留巷內(nèi)并入采空區(qū)瓦斯抽采總管路，埋設(shè)的瓦斯抽采管沿程布滿若干開孔，開孔的孔徑隨著距沿空留巷的距離的增大而增大。

進(jìn)一步地，充填沿空留巷的無煤柱開采，工作面回采時(shí)，隨著工作面的推進(jìn)，采用沿空留巷充填技術(shù)澆筑高水材料充填墻，高水材料充填墻的構(gòu)筑距離緊隨工作面推進(jìn)距離。