[发明专利]一种针对大采长工作面空白带瓦斯抽采方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种瓦斯抽采方法，尤其是涉及一种针对大采长工作面空白带瓦斯抽采方法。

背景技术

平顶山矿区是全国13个大型煤炭基地、45个安全重点监控矿区之一，平顶山矿区具有开采深度大，煤层群开采、瓦斯含量高深部区域达到25-30m³/t、突出危险性大、煤层透气性低和保护层可采区域范围小等特点。随着开采深度的增加和产量的提高，采掘接替关系愈来愈紧张。瓦斯治理比较行之有效的方法是提前对施工区域进行瓦斯预抽采，降低煤层瓦斯的含量及瓦斯压力，削弱煤与瓦斯突出的动力条件，有效遏制灾害的发生。在现有条件下，提高大采长回采工作面瓦斯抽采效率，缩短瓦斯抽采时间，是确保采掘接替关系重要手段。

    防突技术措施主要分为区域防突和局部防突两方面，区域防突技术措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯。预抽煤层瓦斯主要包括井下穿层钻孔预抽和顺层钻孔预抽及地面井预抽等。对于大采长回采工作面，由于工作面较长，顺层抽放钻孔施工困难，钻孔深度有限，常在工作面中部区域形成瓦斯抽放空白带，不能有效消突。鉴于平煤矿区复合动力灾害严重，且无保护层可采，在现有条件下，提高大采长回采工作面瓦斯抽采效率，缩短瓦斯抽采时间，一方面是确保采掘接替关系重要手段；另一方面，创新性地研发了一套能够高效、经济、安全、可靠的区域防突工艺，有效解决大采长回采工作面中部区域的瓦斯抽放难问题，对实现大采长回采工作面高效采煤及矿井其他工序有条不紊进行有着重要意义。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的大采长回采工作面由于工作面较长，顺层抽放钻孔施工困难，钻孔深度有限，工作面中部形成空白带，该区域瓦斯无法有效释放等的技术问题；提供了一种能够对采区煤层（群）整体卸压，增大煤层透气性，有效消除大采长工作面中部区域突出危险性的瓦斯抽采方法及装置。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种解决大采长回采工作面中部区域瓦斯抽采空白带的抽采方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，在采区内工作面下方底板岩层设置一底位巷，底位巷位于机巷和风巷连线的中垂线上，底位巷到最近煤层的距离H大于《安全规程》要求的最小安全距；

步骤2，沿底位巷延伸方向在其顶部每隔5~20m（根据煤层及瓦斯情况）布设钻场，在钻场内沿回采工作面方向根据空白带的范围布设扇形钻孔，即第1钻场、第2钻场···第N钻场，钻场内钻孔要求：扇形面两侧的钻孔必须覆盖最近煤层空白带的全部范围，相邻两个钻孔在离底位巷最远煤层的间距M小于等于2倍钻机切割面的影响半径R，即M小于等于2R；

步骤3，启动高压泵，开启脚踏阀及气水渣分离器，工作压力为0 ~3MPa，开动钻机进行钻孔，推进至最远煤层上方1~2m为止；

步骤4，回退钻杆，当钻进达到预定位置后，停止推进，开启脚踏阀及气水渣分离器，升高泵压，启动轴径向钻割自动转换器，进行径向旋转割缝；切槽时间为0.5~20min，切完一个槽，停止钻机旋转，关闭脚踏阀及气水渣分离器；回退钻杆至同一煤层下一位置或下一煤层进行切割，直至将钻杆穿越的全部煤层切割完毕，完成一个钻孔的钻进切割工作；

步骤5，重复步骤3至步骤4直至完成所有钻孔割缝后，进行集中封孔，抽采完毕后，结束。

本发明通过在回采工作面中间底板布置底位巷向上钻孔，并采用高压水射流钻割一体化设备，对煤层进行钻割，增大煤层透气性和裂隙影响半径，有效消除大采长工作面中部区域突出危险性，保证工作面的安全回采。

在上述的一种针对大采长工作面空白带瓦斯抽采方法，所述的步骤2中，钻机钻孔向煤层推进时，当钻进一根钻杆后，关闭脚踏阀，停止钻机钻进、旋转，加钻杆后，继续推进，直至达到预定的钻孔点处。

在上述的一种针对大采长工作面空白带瓦斯抽采方法，所述的步骤5中，进行抽采瓦斯时，在钻井槽的抽采瓦斯孔口处加设一气渣分离器封堵住采瓦斯孔口，并同时进行气渣分离。

因此，本发明具有如下优点：增大煤层透气性和裂隙影响半径。钻孔过程中，可对瓦斯的涌出进行调控，避免巷道内瓦斯超限。有效消除大采长工作面中部区域突出危险性，避免抽采盲区。

附图说明

附图1是本发明实施例中的工作原理示意图。

附图2是本发明中钻机前端高压水射流割缝的示意图。

附图3是本发明中用到的高压脉冲水射流切割系统装置的示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。