[發明專利]一種井筒施工中揭穿突出煤層的施工方法

在審

• 申請號: 202210444905.2
• 申請日: 2022-04-26
• 公開（公告）號: CN114941528A
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 栗磊;周全超;趙清全;李永元;栗偉;張倩;楊簡;周文斌;曹睿;付康國;楊陽;楚子琪;李天瀟
• 申請（專利權）人: 華能煤炭技術研究有限公司;云南滇東雨汪能源有限公司
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18;E21F13/00
• 代理公司: 北京薈英捷創知識產權代理事務所(普通合伙) 11726
• 代理人: 王獻茹

本發明提供了一種井筒施工中揭穿突出煤層的施工方法，涉及煤礦施工技術領域；該施工方法的步驟包括井筒掘進、揭穿煤層和煤巖渣運輸。在施工作業過程中，鉆機在第一作業面由下至上進行開挖作業，不采用爆破方式，降低施工危險性；而且施工人員始終在井筒上部作業，與突出煤層之間有上部巖層隔離，即使在揭煤過程中發生突出，煤巖層在重力作用下也只會突向下部巷道，不會造成人員傷亡事故，保證了上部作業人員的安全；另外，施工過程中產生的煤巖渣依靠自重落入到巷道內的輸送設備上進行對外輸送，無需在井筒內進行出渣作業，并且可以實現作業的無人化，在提高出渣效率的同時，進一步確保了人員的安全性。

技術領域

本發明涉及煤礦施工技術領域，具體而言，涉及一種井筒施工中揭穿突出煤層的施工方法。

背景技術

煤與瓦斯突出(以下簡稱突出)是破碎的煤、巖和瓦斯在地應力和瓦斯的共同作用下，由煤體或巖體內突然向采掘空間拋出的動力現象，是煤礦井下最嚴重的災害之一。

揭穿突出煤層的井筒揭煤是一項危險性較大的工程，目前常規的井筒揭煤施工還多采用鉆眼-爆破法，需要人工在井筒中進行鉆眼、裝藥、出渣、支護等作業，效率低下且存在很大的危險性，雖然突出礦井井筒揭煤前必須實施防突措施并進行效果檢驗和驗證，但受限于現有技術水平，還很難保證防突措施的絕對有效，突出煤層的井筒揭煤過程中突出事故的發生概率較高，沒有得到明顯的改善。

發明內容

本發明的目的在于提供一種井筒施工中揭穿突出煤層的施工方法，以解決現有的施工方法效率低下且危險性大的問題。

為解決上述問題，本發明首先提供了一種井筒施工中揭穿突出煤層的施工方法，包括以下步驟：

掘進井筒，對突出煤層上部巖層進行掘進，形成與所述突出煤層的頂板具有第一預設距離的第一作業面；

揭穿煤層，在所述第一作業面，利用鉆機打通所述井筒和位于所述下部巖層下方的巷道，然后再利用鉆機由所述突出煤層的下部巖層的底板向上進行開挖作業；

運輸煤巖渣，在所述突出煤層開挖過程中，利用所述巷道內的輸送設備對煤巖渣進行收集，并輸送至所述指定工位。

進一步的，在掘進形成所述第一作業面之前，掘進形成與所述突出煤層的頂板具有第二預設距離的第二作業面，并在所述第二作業面和/或所述第二作業面向所述第一作業面掘進過程中進行第一防突措施，所述第二預設距離大于等于兩倍的所述第一預設距離。

進一步的，所述第二預設距離為10-20m。

進一步的，所述第一防突措施包括第一防突檢測，所述第一防突檢測包括：測定煤層殘余瓦斯含量或者殘余瓦斯壓力，若測定的所述煤層殘余瓦斯含量均小于第一預設值和/或所述煤層殘余瓦斯壓力小于第二預設值時，井筒繼續掘進。

進一步的，所述井筒掘進步驟還包括：在掘進至所述第一作業面時和/或在由所述第一作業面向下掘進過程中進行第二防突措施。

進一步的，所述第二防突措施包括第二防突檢測，所述第二防突檢測包括：鉆設多個檢驗孔，對多個所述檢驗孔采用鉆屑瓦斯解吸指標法進行檢測，當檢測結果合格后，井筒繼續掘進。

進一步的，所述突出煤層開挖包括：導向孔施工，在所述鉆機的鉆桿上安裝導向鉆頭，利用所述導向鉆頭由上至下施工形成導向孔；擴孔施工，拆卸所述導向鉆頭，并在位于所述導向孔內的所述鉆桿上安裝擴孔鉆頭，利用所述鉆機由下至上施工形成所述擴孔。

進一步的，所述導向孔施工還包括：在所述導向鉆頭鉆進過程中進行泥漿護壁。

進一步的，所述導向孔的徑向尺寸為216-350mm，和/或，所述擴孔的徑向尺寸為1m-10m。

進一步的，所述突出煤層開挖還包括：在所述擴孔施工后擴大所述擴孔的徑向尺寸，直至所述擴孔的徑向尺寸與所述井筒的徑向尺寸相等。