[發(fā)明專(zhuān)利]上采區(qū)埋管與下向鉆孔一體化布置及全周期瓦斯抽采方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111148669.1
• 申請(qǐng)日: 2021-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113803104B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李振;范偉超;馮國(guó)瑞;方智龍;趙嘉鵬;楊鵬;楊曉軍;侯凱;戚庭野;白錦文;郭軍;杜獻(xiàn)杰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21F7/00
• 分類(lèi)號(hào): E21F7/00;E21F17/18
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專(zhuān)利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

1.一種上采區(qū)埋管與下向鉆孔一體化布置及全周期瓦斯抽采方法，其特征在于：在上部首煤層開(kāi)采前將兩根抽采干管沿進(jìn)風(fēng)巷、回風(fēng)巷鋪設(shè)，采煤開(kāi)始后維護(hù)進(jìn)風(fēng)巷、回風(fēng)巷道形成沿空巷道，在沿空巷道內(nèi)分別將兩根抽采干管的抽采支管鋪設(shè)延伸至采空區(qū)“O”型圈范圍內(nèi)并沿工作面推進(jìn)方向每隔30米交錯(cuò)布置直到工作面結(jié)束，抽采支管使用三通連接到抽采干管，三通另一端設(shè)置配套下水平多煤層預(yù)抽鉆孔的瓦斯抽采管，三通的兩個(gè)支路都安裝止回閥和可控電子閥；利用抽采支管抽采本煤層采空區(qū)瓦斯，利用預(yù)抽鉆孔對(duì)下部多水平煤層采前瓦斯進(jìn)行預(yù)抽，利用位于地面的電子閥智能實(shí)時(shí)調(diào)控臺(tái)綜合控制上部采空區(qū)、下部多煤層以及采后形成的多水平采空區(qū)瓦斯的全周期抽采工藝，安全有序地抽采瓦斯；

所述的上采區(qū)埋管與下向鉆孔一體化布置及全周期瓦斯抽采方法，包括以下步驟：

（1）首煤層采煤工作面開(kāi)采前，首先沿著采煤工作面的進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷分別鋪設(shè)一條瓦斯抽采干管，將進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷鋪設(shè)的抽采干管引出并連接至礦井瓦斯抽采總干路；

（2）煤層開(kāi)挖后隨著工作面的推進(jìn)對(duì)進(jìn)風(fēng)巷、回風(fēng)巷道進(jìn)行維護(hù)防止坍塌；回采工作面每推進(jìn)60m則在沿空巷道分別由進(jìn)風(fēng)巷、回風(fēng)巷鋪設(shè)的兩根抽采干管向本煤層采空區(qū)“O”型圈高瓦斯區(qū)內(nèi)各依次交錯(cuò)鋪設(shè)一根直徑為50-80mm的抽采支管，兩邊抽采支管布置的水平間距都為30m，所有抽采支管都以此方式布置直至采煤工作面結(jié)束；

（3）每根抽采支管都運(yùn)用三通與抽采干管連接，三通的另一端分支與下部煤層預(yù)抽鉆孔配套的瓦斯抽采管相連；由支管頂端三通位置向下部計(jì)劃開(kāi)采的多水平煤層的掘進(jìn)巷道方向施工鉆孔，由鉆孔位置下放套管至首煤層下部最鄰近煤層的掘進(jìn)巷道上方以穩(wěn)定鉆孔，向鉆孔內(nèi)插入抽采管，運(yùn)用水泥砂漿將抽采管與鉆孔孔口連接處進(jìn)行密封處理；

（4）將上部抽采支管和下部抽采管均安裝止回閥和內(nèi)置瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳌毫鞲衅鞯碾娮娱y門(mén)后，再分別連接到三通的兩端，電源引入線選用直徑8-12mm的橡膠電纜，擰緊接線口的壓緊螺母，使密封圈、電纜線與進(jìn)線口內(nèi)壁不存在間隙，接線牢固可靠并令電子閥門(mén)接地以保證防爆性能；所有電子閥門(mén)均與位于地面的電子閥智能實(shí)時(shí)調(diào)控臺(tái)連接；當(dāng)計(jì)劃開(kāi)采煤層為n層時(shí)，所有安裝至首層煤采空區(qū)三通上部抽采支管的電子閥門(mén)統(tǒng)稱為第一電子閥門(mén)，安裝于三通下部抽采管的為第二電子閥門(mén)；所有安裝至第二層煤采空區(qū)抽采支管的電子閥門(mén)統(tǒng)稱為第三電子閥門(mén)；所有安裝至第三層煤采空區(qū)抽采支管的電子閥門(mén)統(tǒng)稱為第四電子閥門(mén)……所有安裝至第n層煤采空區(qū)抽采支管的電子閥門(mén)統(tǒng)稱為第n+1電子閥門(mén)；

（5）采煤工作面每推進(jìn)60m，對(duì)后方進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷進(jìn)行一次密封；本煤層采煤工作結(jié)束、管道布置完成后，使用河砂或黏土對(duì)進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷進(jìn)行永久性密封；

（6）運(yùn)用位于地面的電子閥智能實(shí)時(shí)調(diào)控臺(tái)遠(yuǎn)程控制全周期瓦斯抽采。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上采區(qū)埋管與下向鉆孔一體化布置及全周期瓦斯抽采方法，其特征在于：步驟（1）中，瓦斯抽采干管直徑為80-160mm，抽采干管鋪設(shè)高度距地面300-400mm，距進(jìn)風(fēng)巷、回風(fēng)巷道墻壁100-200mm以上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上采區(qū)埋管與下向鉆孔一體化布置及全周期瓦斯抽采方法，其特征在于：步驟（2）中，所有抽采支管頂端與三通連接處均安裝止回閥防止瓦斯倒吸；抽采支管末端距抽采口500mm-1000mm處的抽采支管管段設(shè)置為帶有5-10mm篩孔的管道，且在該管段上均設(shè)置金屬防護(hù)網(wǎng)罩以起到防塵和防止采空區(qū)再次垮落破壞管道的作用，所有抽采支管與三通之間均安裝彎頭，抽采支管傾斜插入采空區(qū)內(nèi)，抽采支管與水平方向的夾角為20°-60°，抽采支管口末端高度為本煤層的煤層厚度，抽采支管口末端位于“O”型圈高瓦斯區(qū)范圍內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上采區(qū)埋管與下向鉆孔一體化布置及全周期瓦斯抽采方法，其特征在于：步驟（3）中，將所有安裝到抽采干管的三通的兩個(gè)支路先用密封蓋進(jìn)行密封處理，隨著工作面的推進(jìn)逐個(gè)拆開(kāi)密封端口，再將三通的兩個(gè)支路分別與本煤層抽采支管和下部抽采管進(jìn)行連接，施工期間關(guān)閉抽采干管總閥門(mén)；下向鉆孔的直徑為60-120mm，向鉆孔內(nèi)插入篩孔直徑為1-3mm、管徑為60-90mm的抽采管，抽采管的多個(gè)篩孔段分別位于下方各煤層位置處的采高范圍內(nèi)。