[发明专利]一种井筒施工中揭穿突出煤层的施工方法

说明书

本发明提供了一种井筒施工中揭穿突出煤层的施工方法，涉及煤矿施工技术领域；该施工方法的步骤包括井筒掘进、揭穿煤层和煤岩渣运输。在施工作业过程中，钻机在第一作业面由下至上进行开挖作业，不采用爆破方式，降低施工危险性；而且施工人员始终在井筒上部作业，与突出煤层之间有上部岩层隔离，即使在揭煤过程中发生突出，煤岩层在重力作用下也只会突向下部巷道，不会造成人员伤亡事故，保证了上部作业人员的安全；另外，施工过程中产生的煤岩渣依靠自重落入到巷道内的输送设备上进行对外输送，无需在井筒内进行出渣作业，并且可以实现作业的无人化，在提高出渣效率的同时，进一步确保了人员的安全性。

技术领域

本发明涉及煤矿施工技术领域，具体而言，涉及一种井筒施工中揭穿突出煤层的施工方法。

背景技术

煤与瓦斯突出(以下简称突出)是破碎的煤、岩和瓦斯在地应力和瓦斯的共同作用下，由煤体或岩体内突然向采掘空间抛出的动力现象，是煤矿井下最严重的灾害之一。

揭穿突出煤层的井筒揭煤是一项危险性较大的工程，目前常规的井筒揭煤施工还多采用钻眼-爆破法，需要人工在井筒中进行钻眼、装药、出渣、支护等作业，效率低下且存在很大的危险性，虽然突出矿井井筒揭煤前必须实施防突措施并进行效果检验和验证，但受限于现有技术水平，还很难保证防突措施的绝对有效，突出煤层的井筒揭煤过程中突出事故的发生概率较高，没有得到明显的改善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种井筒施工中揭穿突出煤层的施工方法，以解决现有的施工方法效率低下且危险性大的问题。

为解决上述问题，本发明首先提供了一种井筒施工中揭穿突出煤层的施工方法，包括以下步骤：

掘进井筒，对突出煤层上部岩层进行掘进，形成与所述突出煤层的顶板具有第一预设距离的第一作业面；

揭穿煤层，在所述第一作业面，利用钻机打通所述井筒和位于所述下部岩层下方的巷道，然后再利用钻机由所述突出煤层的下部岩层的底板向上进行开挖作业；

运输煤岩渣，在所述突出煤层开挖过程中，利用所述巷道内的输送设备对煤岩渣进行收集，并输送至所述指定工位。

进一步的，在掘进形成所述第一作业面之前，掘进形成与所述突出煤层的顶板具有第二预设距离的第二作业面，并在所述第二作业面和/或所述第二作业面向所述第一作业面掘进过程中进行第一防突措施，所述第二预设距离大于等于两倍的所述第一预设距离。

进一步的，所述第二预设距离为10-20m。

进一步的，所述第一防突措施包括第一防突检测，所述第一防突检测包括：测定煤层残余瓦斯含量或者残余瓦斯压力，若测定的所述煤层残余瓦斯含量均小于第一预设值和/或所述煤层残余瓦斯压力小于第二预设值时，井筒继续掘进。

进一步的，所述井筒掘进步骤还包括：在掘进至所述第一作业面时和/或在由所述第一作业面向下掘进过程中进行第二防突措施。

进一步的，所述第二防突措施包括第二防突检测，所述第二防突检测包括：钻设多个检验孔，对多个所述检验孔采用钻屑瓦斯解吸指标法进行检测，当检测结果合格后，井筒继续掘进。

进一步的，所述突出煤层开挖包括：导向孔施工，在所述钻机的钻杆上安装导向钻头，利用所述导向钻头由上至下施工形成导向孔；扩孔施工，拆卸所述导向钻头，并在位于所述导向孔内的所述钻杆上安装扩孔钻头，利用所述钻机由下至上施工形成所述扩孔。

进一步的，所述导向孔施工还包括：在所述导向钻头钻进过程中进行泥浆护壁。

进一步的，所述导向孔的径向尺寸为216-350mm，和/或，所述扩孔的径向尺寸为1m-10m。

进一步的，所述突出煤层开挖还包括：在所述扩孔施工后扩大所述扩孔的径向尺寸，直至所述扩孔的径向尺寸与所述井筒的径向尺寸相等。