[發明專利]一種首采保護層工作面瓦斯涌出的治理方法

在審

• 申請號: 202210077909.1
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114458374A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 李緒萍;張鋒;朱連杰;任曉鵬;張金山;董紅娟;周琛鴻;劉艷青
• 申請（專利權）人: 國家能源集團烏海能源有限責任公司;內蒙古科技大學
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉素霞;劉春成

本發明屬于煤礦瓦斯技術領域，提供一種首采保護層工作面瓦斯涌出的治理方法，包括：穿層鉆孔卸壓抽采，將瓦斯沿卸壓裂隙匯入抽采鉆孔內；地面鉆井抽采，在工作面開采前完成地面井施工，通過采動煤巖層產生裂隙，抽采煤層卸壓瓦斯；高位鉆孔抽采，向煤層頂板施工鉆孔，抽采煤層頂板裂隙和冒落空間內的瓦斯。本發明中，在采用上隅角伸縮風筒插管、走向高位鉆孔等技術的基礎上，引入地面鉆井抽采技術，很好地解決了7#首采保護層工作面瓦斯涌出問題，確保了試驗工作面的安全回采，同時，還利用地面鉆井對2#和3#煤層進行卸壓瓦斯抽采，使得地面鉆井起到“一井兩用”的作用。

技術領域

本發明屬于煤礦瓦斯技術領域，具體涉及一種首采保護層工作面瓦斯涌出的治理方法。

背景技術

煤礦工作面回采期間主要采用頂板走向高位鉆孔、上隅角埋管或者插管和邊采邊抽相結合的綜合瓦斯治理措施，據煤礦有關資料顯示，考慮到工作面回風稀釋的5m³/min瓦斯，采用上述措施后一般至少能整體解決工作面瓦斯涌出40m³/min的瓦斯，其中高位鉆孔一般抽采量為15m³/min，上隅角埋管或者伸縮風筒插管抽采量為10m³/min，邊采邊抽為20m³/min。

但是現有的工作面瓦斯涌出量采用下伏遠距離保護層工作面瓦斯涌出量分源預測方法預計為59.66m³/min，瓦斯涌出量大，超出了煤礦現有常規瓦斯治理措施能解決的最大瓦斯涌出量。

因此，需要提供一種針對上述現有技術不足的改進技術方案。

發明內容

本發明的目的是提供一種首采保護層工作面瓦斯涌出的治理方法，能夠解決現有技術中首采保護層工作面的瓦斯涌出量大，超出了煤礦現有常規瓦斯治理措施能解決的最大瓦斯涌出量的問題。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種首采保護層工作面瓦斯涌出的治理方法，包括：

穿層鉆孔卸壓抽采，將瓦斯沿卸壓裂隙匯入抽采鉆孔內；

地面鉆井抽采，在工作面開采前完成地面井施工，通過采動煤巖層產生裂隙，抽采煤層卸壓瓦斯；

高位鉆孔抽采，向煤層頂板施工鉆孔，抽采煤層頂板裂隙和冒落空間內的瓦斯。

在如上所述的首采保護層工作面瓦斯涌出的治理方法，優選，所述穿層鉆孔卸壓抽采中，根據煤巖裂隙分布和瓦斯的解吸及流動條件，采用地面鉆井瓦斯抽采系統，通過鉆井的抽采負壓，可實現解吸的瓦斯沿卸壓裂隙流動，匯入抽采鉆孔內，降低卸壓煤層的瓦斯含量。

在如上所述的首采保護層工作面瓦斯涌出的治理方法，優選，所述地面鉆井抽采中，在工作面開采前地表施工直徑219mm的鉆井，井底位置在首采煤層頂板以上10m，通過采動煤巖層產生裂隙，抽采煤層卸壓瓦斯。

在如上所述的首采保護層工作面瓦斯涌出的治理方法，優選，所述地面鉆井抽采中，沿工作面走向每隔100m布置一組地面鉆井，一組2個鉆井，內錯風巷、機巷50m，共18個地面鉆井，當工作面采至距地面鉆井5-10m時開始抽采，利用地面泵進行抽采。

在如上所述的首采保護層工作面瓦斯涌出的治理方法，優選，所述地面鉆井抽采中，地面鉆井的井身從地面至井底分別為直徑依次減小的表層段、巖層段和卸壓抽采段；

所述表層段為從地面至基巖層，所述巖層段為從基巖層向下延伸至卸壓煤層頂板上方20～100m處，所述卸壓抽采段為由巖層段的底端穿過卸壓煤層一直延伸至距開采煤層頂板5～7倍采高處。

在如上所述的首采保護層工作面瓦斯涌出的治理方法，優選，所述地面鉆井抽采中，首先所述表層段和所述巖層段內均下入套管并用水泥固井，所述卸壓抽采段不固井；