[发明专利]中层遗煤复采掘进过程中多源瓦斯高效预抽快速消突方法

权利要求书

1.一种中层遗煤复采掘进过程中多源瓦斯高效预抽快速消突方法，其特征在于：首先确定上、下层老空区及中层遗煤三种瓦斯源的最大危险性瓦斯致灾源，通过对其进行瓦斯抽采降低瓦斯压力，达到消除中层遗煤掘进巷道时发生突出危险的目的，然后开始掘进中部遗留煤层巷道，掘进一段距离后，再次进行上、下层老空区及中层遗煤瓦斯压力测定，确定最大危险性瓦斯灾害源，然后进行瓦斯抽采，之后循环三种瓦斯源的最大危险性判定、瓦斯抽采及巷道的再次掘进工作，直至整条煤层巷道掘进完成；

所述确定上、下层老空区及本煤层三种瓦斯源的最大危险性操作如下：在中层遗煤的回风巷掘进之初，由掘进迎头钻场分别向掘进工作面前方的煤层中以及上层及下层老空区中施工钻孔，分别测定上层老空区瓦斯压力P₁，中部遗留煤层瓦斯压力为P₂，下层老空区瓦斯压力为P₃；比较P₁、P₂、P₃与0.74MPa的大小关系，得出施工顺序；

根据矿井地质柱状图，确定下部老空区上方、遗留煤层下方岩层中的主关键层，主关键层距遗留煤层的距离为D₁；遗留煤层距上层老空区的距离为D₂；

根据保护层开采中底板卸压深度公式及参考底板采动裂隙带深度经验公式、原位张裂与零位破坏理论、下三带理论确定的底板破坏深度，取其中的最大值作为上层老空区的底板破坏深度H_2-0，考虑上层老空区长期压实蠕变对底板破坏深度的影响，取修正系数0.9，进而确定上层老空区底板破坏深度H₂=0.9H_2-0；参考上述理论，根据经验确定中层遗留煤层掘进巷道导致的底板破坏深度H₁；

在钻场处分别向上层老空区施工上向穿层钻孔，向下层老空区施工下向穿层钻孔；在掘进工作面向前方煤体施工超前钻孔；钻孔分别连接瓦斯压力测定仪，测定上层老空区、中部遗留煤层、下方老空区的瓦斯压力分别为P₁、P₂、P₃；

（1）当H₁≥D₁、H₂＜D₂时，不考虑上层老空区对中部遗留煤层掘进巷道的影响；①若P₂，P₃均≥0.74MPa，则同时施工下向穿层钻孔以及中层遗留煤层顺层钻孔，封孔后预先抽采下层老空区瓦斯及中层遗煤瓦斯；抽采一段时间后，再次测定遗留煤层瓦斯压力P₂和下层老空区瓦斯压力P₃，若P₂、P₃均小于0.74MPa,则掘进工作面向前掘进；若P₂或P₃大于0.74MPa，则继续抽采瓦斯，直至P₂和P₃均小于0.74MPa，掘进工作面再开始向前掘进；再次向前掘进的同时，在掘进迎头向遗留煤层施工钻孔、在钻场内施工上向和下向穿层钻孔，封孔后抽采瓦斯；②若P₃≥0.74MPa＞P₂，则预先施工下向穿层钻孔抽采下层老空区的瓦斯，直至下层老空区瓦斯压力P₃小于0.74MPa，掘进工作面再开始向前掘进；再次向前掘进的同时，在掘进迎头向遗留煤层施工钻孔、在钻场内施工上向和下向穿层钻孔，封孔后抽采瓦斯；③若P₂≥0.74MPa＞P₃，则预先施工顺层钻孔抽采遗留煤层瓦斯，直至遗煤瓦斯压力P₂小于0.74MPa，掘进工作面再开始向前掘进；再次向前掘进的同时，在掘进迎头向遗留煤层施工钻孔、在钻场内施工上向和下向穿层钻孔，封孔后抽采瓦斯；

（2）当H₁≥D₁、H₂≥D₂时，①若P₁，P₂，P₃均≥0.74MPa,则同时施工上向、下向穿层钻孔以及煤层顺层钻孔，封孔后抽采瓦斯；抽采一段时间后，再次测定遗留煤层瓦斯压力P₂和上、下层老空区瓦斯压力P₁、P₃，若P₁、P₂、P₃均小于0.74MPa,则掘进工作面向前掘进；若P₁或P₂或P₃≥0.74MPa，则继续抽采瓦斯，直至P₁、P₂、P₃均小于0.74MPa，掘进工作面再开始向前掘进；再次向前掘进的同时，在掘进迎头向遗留煤层施工钻孔、在钻场内施工上向和下向穿层钻孔，封孔后抽采瓦斯；②若P₁≥0.74MPa＞P₂＞P₃，则预先施工上向穿层钻孔抽采上层老空区瓦斯，直至上层老空区瓦斯压力P₁小于0.74MPa，中部遗留煤层掘进工作面开始掘进；再次向前掘进的同时，在掘进迎头向遗留煤层施工钻孔、在钻场内施工上向和下向穿层钻孔，封孔后抽采瓦斯；③若P₂≥0.74MPa＞P₁＞P₃,则预先施工煤层顺层钻孔，抽采遗留煤层瓦斯，直至遗留煤层瓦斯P₂小于0.74MPa，遗留煤层掘进工作面开始掘进；再次向前掘进的同时，在掘进迎头向遗留煤层施工钻孔、在钻场内施工上向和下向穿层钻孔，封孔后抽采瓦斯；④若P₃≥0.74MPa＞P₁＞P₂，则预先施工下向穿层钻孔，抽采下层老空区瓦斯，直至下层老空区瓦斯压力P₃小于0.74MPa，掘进工作面开始向前掘进；再次向前掘进的同时，在掘进迎头向遗留煤层施工钻孔、在钻场内施工上向和下向穿层钻孔，封孔后抽采瓦斯；

（3）当H₁＜D₁、H₂≥D₂时，不考虑下层老空区对中部遗留煤层掘进巷道的影响；①若P₁,P₂均≥0.74MPa，则预先同时施工上向穿层钻孔及中层遗留煤层顺层钻孔，封孔后进行瓦斯抽采；抽采一段时间后，再次测定上层老空区瓦斯压力P₁、中层遗煤瓦斯压力P₂，若P₁、P₂均小于0.74MPa,则掘进工作面向前掘进；若P₁或P₂≥0.74MPa，则继续抽采瓦斯，直至P₁和P₂都小于0.74MPa，掘进工作面再开始向前掘进；再次向前掘进的同时，在掘进迎头向遗留煤层施工钻孔、在钻场内施工上向和下向穿层钻孔，封孔后抽采瓦斯；②若P₁≥0.74MPa＞P₂，则预先施工上向穿层钻孔抽采上层老空区瓦斯，直至上层老空区瓦斯压力P₁小于0.74MPa，中部遗留煤层掘进工作面开始向前掘进；再次向前掘进的同时，在掘进迎头向遗留煤层施工钻孔、在钻场内施工上向和下向穿层钻孔，封孔后抽采瓦斯；③若P₂≥0.74MPa＞P₁，则预先施工遗留煤层顺层钻孔，抽采遗留煤层瓦斯，直至遗煤瓦斯压力P₂小于0.74MPa，煤层掘进工作面向前掘进；再次向前掘进的同时，在掘进迎头向遗留煤层施工钻孔、在钻场内施工上向和下向穿层钻孔，封孔后抽采瓦斯；

（4）当H₁＜D₁、H₂＜D₂时，不考虑上、下层老空区对中部遗留煤层掘进巷道的影响；①若P₂≥0.74MPa，则先施工中层遗留煤层顺层钻孔，封孔后预先抽采中层遗留煤层瓦斯，抽采一段时间后，再次测定遗留煤层瓦斯压力P₂，若P₂＜0.74MPa，则掘进工作面向前掘进；若P₂≥0.74MPa，则继续抽采瓦斯，直至P₂小于0.74MPa，掘进工作面再开始向前掘进；再次向前掘进的同时，在掘进迎头向遗留煤层施工钻孔、在钻场内施工上向和下向穿层钻孔，封孔后抽采瓦斯；②若P₂＜0.74MPa，则遗留煤层掘进工作面向前掘进；再次向前掘进的同时，在掘进迎头向遗留煤层施工钻孔、在钻场内施工上向和下向穿层钻孔，封孔后抽采瓦斯。