[发明专利]一种网络化优势瓦斯运移通道构建及瓦斯导流抽采方法

说明书

一种网络化优势瓦斯运移通道构建及瓦斯导流抽采方法，尤其适用于煤层上方直覆坚硬顶板条件下顶板内部网络化裂隙通道的主动构建和瓦斯导流治理。该方法提出在超前应力变化区之前工作面两侧巷道内分别向顶板施工裂隙发生孔、裂隙导向发展孔、侧向破断孔和裂隙连通孔，在坚硬顶板内部主动构建形成人工导向裂隙，在采动应力作用下，人工导向裂隙采动裂隙相互交织贯通形成网络化优势瓦斯运移通道，同时人工导向裂隙钻孔加快顶板破断形成顶板破断离层裂隙区，瓦斯及时高效的沿网络化裂隙通道流动运移，并在顶板破断离层裂隙区内形成富集，人工导向裂隙钻孔为顶板瓦斯抽采钻空的施工方位提供了参考，使采场瓦斯的导流治理更加集中高效。

技术领域

本发明涉及一种网络化优势瓦斯运移通道构建及瓦斯导流抽采方法，尤其适用于煤层上方直覆坚硬顶板条件下顶板内部网络化裂隙通道的主动构建和瓦斯导流治理。

背景技术

我国地下煤层赋存条件复杂，煤层顶底板赋存条件影响着采场应力的分布和煤岩层裂隙的演化，从而影响着采动瓦斯的运移规律和流动去向。当存在直覆厚层坚硬顶板条件时，由于顶板坚硬致密裂隙产生和演化困难，仅凭采动应力作用难以迅速在顶板内形成裂隙通道，加之坚硬顶板强度较大不易破断，采空区易形成大面积悬顶，坚硬顶板内部的裂隙通道和离层空间难以通过采动效应自主快速构建形成，瓦斯难以沿顶板裂隙通道运移富集，采空区积聚大量瓦斯，造成瓦斯超限，同时大面积悬顶的突然垮落，使得采空区积聚的瓦斯挤压涌入工作面，工作面生产安全面临较大威胁，瓦斯治理困难；如何在直覆厚层坚硬顶板条件下煤层上方顶板内部构建瓦斯运移通道，实现瓦斯的高效导流治理，成为煤层安全高效开采亟需解决的问题。

发明内容

技术问题：本发明的目的是要克服现有技术中的不足之处，提供一种简单主动、科学高效，能有效解决厚层坚硬顶板内部裂隙产生困难、瓦斯积聚在采空区难以沿优势运移通道流动汇集、瓦斯难导流等问题的网络化优势瓦斯运移通道构建及瓦斯导流抽采方法。

为实现上述目的，本发明的网络化优势瓦斯运移通道构建及瓦斯导流抽采方法，采用深孔预裂爆破的方法施工裂隙发生孔、裂隙导向发展孔、侧向破断孔和裂隙连通孔的人工导向裂隙钻孔，包括如下步骤：

a.根据煤层和顶板赋存情况确定工作面的应力分布特征曲线，确定超前应力变化区的长度L；

b.在主进风巷和留巷侧进风巷内相对位置，分别在距离工作面前方超前应力变化区的长度L位置处，沿迎向工作面方向的煤层上方坚硬顶板内施工一个裂隙发生孔，对裂隙发生孔进行深孔预裂爆破，使坚硬顶板内部的裂隙发生孔周围爆破诱导形成大量裂隙，削弱坚硬顶板与坚硬顶板上覆岩层的联系，诱导和加速离层裂隙的产生；

c.在裂隙发生孔施工位置处，沿迎向工作面方向的煤层上方坚硬顶板内施工一个裂隙导向发展孔，对裂隙导向发展孔进行深孔预裂爆破后，在裂隙导向发展孔周围形成大量裂隙，与裂隙发生孔形成的裂隙相互连通，导向裂隙的演化和发展；

d.在裂隙发生孔施工位置处，沿迎向工作面方向的煤层上方坚硬顶板内施工一个侧向破断孔，弱化坚硬顶板的侧向区域，控制坚硬顶板的侧向破断位置；

e.在裂隙发生孔施工位置处，沿背向工作面方向的煤层上方坚硬顶板内施工一个裂隙连通孔，对裂隙连通孔进行深孔预裂爆破，使裂隙连通孔与裂隙发生孔、裂隙导向发展孔、侧向破断孔形成的裂隙相互连通，最终在坚硬顶板内部超前应力变化区的长度L位置处形成了具有特定方向和形态特点的一组人工导向裂隙；

f.按常规对工作面进行回采，在回采过程中，采动应力升高达到应力峰值点，采动应力诱导煤层和坚硬顶板产生裂隙，煤层内部瓦斯开始发生解吸扩散，坚硬顶板内部已形成的一组人工导向裂隙周围产生大量新生裂隙，并和采动形成的裂隙相互连通发展；

g.工作面每向前推进1/2超前应力变化区的长度L时，重复步骤b-e，施工一组人工导向裂隙孔；