[發明專利]一種煤礦井下定向鉆孔群立體式全周期瓦斯抽采方法

在審

• 申請號: 202211346773.6
• 申請日: 2022-10-31
• 公開（公告）號: CN115559773A
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 張志剛;張慶華;鄧照玉;吳教錕;丁紅;周俊文;陳勇
• 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: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21B7/04
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 楊麗芹

本發明屬于煤礦瓦斯抽采領域，涉及一種煤礦井下定向鉆孔群立體式全周期瓦斯抽采方法，首先在煤礦井下揭露的開拓或準備巷道，布置沿回采工作面走向或傾向的平行定向主干鉆孔群，每個主干鉆孔間隔一定距離布置平行下向分支鉆孔群，每個分支鉆孔實施大流量水力沖孔增透措施；采掘工作面作業前所有平行下向分支鉆孔群對覆蓋區域原始煤體瓦斯進行超前預抽，采掘工作面作業時未破壞的平行下向分支鉆孔群對覆蓋區域煤體瓦斯進行持續抽采，回采工作面作業后平行定向主干鉆孔群對采空區瓦斯進行卸壓抽采。本發明可以有效解決現有煤礦井下定向鉆孔用途單一且受采動影響遭到破壞無法持續利用的難題，實現定向鉆孔群孔多用的目標，有力保障礦井采掘作業安全。

技術領域

本發明屬于煤礦瓦斯抽采領域，涉及一種煤礦井下定向鉆孔群立體式全周期瓦斯抽采方法。

背景技術

礦井瓦斯的大量涌出會嚴重影響煤礦安全生產，高效的瓦斯抽采則是實現礦井瓦斯治理的根本方法。

目前我國預抽煤層瓦斯主要是采用井下鉆孔預抽，在井下鉆孔預抽的常用措施中，近年來定向長鉆孔逐漸得到推廣，但鑒于我國高瓦斯或突出礦井煤層松軟、低透等賦存特點，單一的定向長鉆孔抽采半徑小、效率低，很難短時間實現煤層瓦斯抽采達標，同時定向長鉆孔受采動影響遭到破壞后無法持續利用。近年來穿層鉆孔水力沖孔卸壓增透工藝日益成熟并得到小范圍推廣應用，因此將煤礦井下定向長鉆孔和水力沖孔相結合，并優化定向鉆孔群的布置方式，對于提升采掘工作面全生命周期瓦斯治理效果具有重要意義。

根據已公開的技術資料，目前我國現有技術尚未發現可行的煤礦井下定向長鉆孔和水力沖孔相結合的瓦斯抽采方法。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種煤礦井下定向鉆孔群立體式全周期瓦斯抽采方法，針對目前現有煤礦井下定向鉆孔用途單一且受采動影響遭到破壞無法持續利用的的技術難題，實現定向鉆孔群孔多用的目標，有力保障礦井采掘作業安全。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：一種煤礦井下定向鉆孔群立體式全周期瓦斯抽采方法，包括以下步驟：

S1，首先在煤礦井下揭露的開拓或準備巷道，布置沿回采工作面走向或傾向的平行定向主干鉆孔群；

S2，每個主干鉆孔間隔一定距離布置平行下向分支鉆孔群，每個分支鉆孔實施大流量水力沖孔增透措施；

S3，采掘工作面作業前所有平行下向分支鉆孔群對覆蓋區域原始煤體瓦斯進行超前預抽；

S4，采掘工作面作業時未破壞的平行下向分支鉆孔群對覆蓋區域煤體瓦斯進行持續抽采，回采工作面作業后平行定向主干鉆孔群對采空區瓦斯進行卸壓抽采。

可選的，定向鉆孔開孔位置布置在煤礦井下揭露的開拓或準備巷道，在采掘巷道掘進前對采掘區域煤體進行預抽。

可選的，定向主干鉆孔群在開拓巷道沿回采工作面傾向平行布置、在準備巷道沿回采工作面走向平行布置。

可選的，定向主干鉆孔群的層位選擇在煤層頂板彎曲下沉帶的穩定巖層，避開煤層頂板垮落帶和裂隙帶。

可選的，下向分支鉆孔群沿每個主干鉆孔間隔一定距離平行布置，鉆孔應穿透煤層進入底板不少于3m，鉆孔直徑一般不小于200mm，鉆孔間距應根據煤層、瓦斯賦存情況進行考察確定。

可選的，下向分支鉆孔群需實施大流量水力沖孔增透措施，在分支鉆孔煤孔段采取大流量水力沖孔對原始煤體進行卸壓增透，沖孔壓力一般為30～50MPa，沖孔流量一般不小于100L/min。

可選的，采掘工作面作業前，所有平行下向分支鉆孔群對覆蓋區域原始煤體瓦斯進行超前預抽，確保采掘區域煤層瓦斯抽采達標。

可選的，采掘工作面作業時，平行下向分支鉆孔群受采動影響遭到部分破壞，未破壞的平行下向分支鉆孔群對覆蓋區域預抽過后的煤體瓦斯進行持續抽采，確保采掘區域煤層瓦斯抽采效果。