[發明專利]突出煤層超長工作面煤巷快速掘進方法

在審

• 申請號: 202211209915.4
• 申請日: 2022-09-30
• 公開（公告）號: CN115522925A
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 王中華;楊慧明;徐軍見;國林東;任啟寒;陳志勇;程波;劉懷付
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團重慶研究院有限公司
• 主分類號: E21C37/12
• 分類號: E21C37/12;E21C41/18;E21F7/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 楊柳岸

本發明涉及一種突出煤層超長工作面煤巷快速掘進方法，屬于煤礦煤巷掘進領域。包括步驟S1、確定煤巷條帶n個不同區塊的鉆孔、抽采及掘進的時空關系；S2、在采區上山(1)附近的區塊N₁內設計、施工第一類頂板定向分支長鉆孔，并分段進行水力壓裂；S3、在煤巷區塊N₂至N_n內設計、施工第二類頂板定向分支長鉆孔與切眼區域頂板定向分支長鉆孔，并分段進行水力壓裂。通過采用煤層頂板定向分支長鉆孔結合分段水力壓裂技術，使突出煤層超長工作面相鄰區塊鉆孔?抽采?掘進協調高效進行，省去了頂底板巖巷掘進，減少了鉆孔施工量，提高了煤層的透氣性系數，降低了防突成本，緩解了采掘接替，實現了突出煤層超長工作面煤巷連續快速掘進。

技術領域

本發明屬于煤礦煤巷掘進領域，具體涉及一種突出煤層超長工作面煤巷快速掘進方法。

背景技術

目前，煤礦煤與瓦斯突出(簡稱“突出”)災害仍是世界性難題，嚴重影響了煤礦的安全生產。眾所周知，突出煤層煤巷只有在消除煤巷條帶區域的突出危險性后方可掘進。現有煤巷條帶防突方法主要采用穿層鉆孔或順層鉆孔來預抽煤巷條帶區域的瓦斯，其中穿層鉆孔預抽措施需要掘進頂底板巖巷，防突方法防突工程量大、成本高；順層鉆孔對于松軟煤層成孔率低、抽采效果差。

隨著煤礦集約化高效生產，煤礦回采工作面的長度逐漸加長，國內一些礦區出現了走向長度為2～4km的超長工作面。超長工作面采用傳統防突方法凸顯出更多不足：鉆孔施工時間、頂底板巖巷掘進時間和煤巷掘進時間進一步加長，防突成本進一步加大，加之一些煤層煤巷掘進不允許采用順層鉆孔預抽的防突措施，嚴重影響了煤礦的采掘接替和安全生產。

因此，亟需探求一種突出煤層超長工作面煤巷快速掘進方法，實現突出煤層超長工作面煤巷快速掘進，緩解煤礦的采掘接替和確保煤礦安全生產。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種突出煤層超長工作面煤巷快速掘進方法，以解決當前存在的突出煤層超長工作面煤巷防突成本高、防突時間長、影響采掘接替等難題。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種突出煤層超長工作面煤巷快速掘進方法，包括以下步驟：S1、確定煤巷條帶n個不同區塊的鉆孔、抽采及掘進的時空關系；S2、在采區上山1附近的區塊N₁內設計、施工第一類頂板定向分支長鉆孔，并分段進行水力壓裂；S3、在煤巷區塊N₂至N_n內設計、施工第二類頂板定向分支長鉆孔與切眼區域頂板定向分支長鉆孔，并分段進行水力壓裂；

煤巷包括運輸巷2與回風巷3；

步驟S1中，將運輸巷2與回風巷3對應分為n個長度相同的區塊：n＝(Y+Y_k)÷Y₁；式中：Y為運輸巷或回風巷在煤層走向方向上的長度，單位為m；Y_k為回采工作面切眼外輪廓線以外的控制寬度，單位為m；Y₁為第一個區塊N₁的總長度，單位為m；

在煤層走向方向上，相鄰區塊間煤巷掘進和瓦斯抽采達標無縫銜接的時間關系應滿足：T_my1＝T_dy2＝T_zy2+T_cy2；式中：T_my1為區塊N₁中長度為Y₃區域段的煤巷掘進所需時間，單位為“天”；T_dy2為區塊N₂中瓦斯抽采達標所需時間，單位為“天”；T_zy2為區塊N₂中施工頂板定向分支長鉆孔所需的時間，單位為“天”；T_cy2為區塊N₂的抽采時間；