[发明专利]一种回采工作面顺层钻孔空白带高效消除方法

说明书

本发明涉及一种回采工作面顺层钻孔空白带高效消除方法，属于煤矿煤与瓦斯突出防治领域。该方法包括：分析确定回采工作面顺层定向长钻孔施工位置；工作面顺层定向长钻孔施工完成后，采用水力压裂技术对工作面顺层钻孔空白带进行分段压裂，并确定各水力压裂段中回采工作面回风巷、运输巷的水力压裂影响范围；根据水力压裂影响范围分段计算出回采工作面顺层钻孔的施工长度，包括回采工作面回风巷和运输巷的顺层钻孔施工长度；接入抽采管路进行瓦斯抽采。本发明不仅大幅度降低了工程成本、工程量、施工时间，而且大幅度提高回采工作面瓦斯抽采效果，还有效缓解采掘接替紧张问题，对煤矿回采工作面高效抽采和高效防突均具有重要意义。

技术领域

本发明属于煤矿煤与瓦斯突出防治领域，涉及一种回采工作面顺层钻孔空白带高效消除方法。

背景技术

煤矿煤与瓦斯突出(简称“突出”)灾害居于煤矿五大灾害之首，且突出灾害防治是一项世界性难题。顺层钻孔作为回采工作面区域防突的重要措施。但由于现有施工工艺和煤层赋存的客观条件限制，工作面回风巷、运输巷施工的顺层钻孔没有完全覆盖整个工作面，在工作面的中部区域留有空白带。现有消除回采工作面顺层钻孔空白带主要采用重新补充顺层钻孔、施工顶(底)板巷+穿层钻孔补孔、在工作面回风巷、运输巷施工多个定向长钻孔等方法，补充顺层钻孔的方法消除效果较差，有时多次补充仍未得到应有效果；施工顶(底)板巷+穿层钻孔补孔和在工作面回风巷、运输巷施工多个定向长钻孔的方法，虽然可以消除空白带，但存在成本高、工程量大、耗时长等不足，致使采掘接替紧张甚至失调，严重制约了煤矿的安全高效生产。

因此，亟需一种能从设计和施工上充分考虑回采面顺层钻孔空白带高效消除方法，从而解决回采工作面区域防突的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种从设计上、施工上均充分考虑的回采工作面顺层钻孔空白带高效消除方法，解决现有回采工作面顺层钻孔消除空白带方法存在的不足，该方法可大幅度降低工程成本、工程量、施工时间，大幅提高回采工作面瓦斯抽采效果，并有效缓解采掘接替紧张问题，对煤矿回采工作面高效抽采和高效防突均具有重要意义。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种回采工作面顺层钻孔空白带高效消除方法，包括以下步骤：

S1：分析确定回采工作面顺层定向长钻孔施工位置；

S2：工作面顺层定向长钻孔施工完成后，采用水力压裂技术对工作面顺层钻孔空白带进行分段压裂，并确定各水力压裂段中回采工作面回风巷、运输巷的水力压裂影响范围；

S3：根据水力压裂影响范围分段计算出回采工作面顺层钻孔的施工长度，包括回采工作面回风巷和运输巷的顺层钻孔施工长度；

S4：接入抽采管路进行瓦斯抽采。

进一步，步骤S1具体包括：假设工作面切眼长度为L，已知回采工作面回风巷、运输巷的顺层钻孔施工长度的平均值为L₁、L₂，根据理论分析，回采工作面顺层定向长钻孔施工位置存在如下关系式：

X＝L₁+(L-L₁-L₂)/2

其中，X为顺层定向长钻孔沿着煤层方向距离回风巷下帮的距离，m；L₁、L₂分别为回风巷、运输巷顺层钻孔施工长度的平均值，m。

进一步，步骤S2中，水力压裂影响范围是通过观察顺层钻孔出水情况和水力压裂压力表变化情况进行确定的。

进一步，步骤S2中，采用水力压裂技术对工作面顺层钻孔空白带进行分段压裂，具体包括：工作面顺层定向长钻孔施工完成后，采用水力压裂技术，每隔一定距离D₁进行水力压裂，则水力压裂的次数N为：

N＝Y/D₁