[发明专利]一种极薄煤层保护层开采灾害治理方法

说明书

本发明属于煤炭开采技术领域，特别提供了一种极薄煤层保护层开采灾害治理方法，主要包括设置穿层钻孔、全负压通风措施和开采条带瓦斯防治措施，还包括沿空留巷工艺、采空区瓦斯抽采措施、监测监控措施、采空条带防灭火措施和开采条带防尘措施。本方案中，采用高压注氮设备从接长臂采煤机的机头处对开采条带内进行压入式注氮措施，保证机头处的气体组分主要为氮气和瓦斯；对开采条带内不仅实施常规的瓦斯防治，还通过穿层钻孔对采空条带进行瓦斯抽采；分别在开采条带开口处、沿空留巷末端、采空条带的抽采管路和采空区的密闭观测孔设置多参数监测探头，且在开采条带开口处加装粉尘监测探头。

技术领域

本发明属于煤炭开采技术领域，特别提供了一种极薄煤层保护层开采灾害治理方法。

背景技术

工业生产方面，我国以煤为主要能源，井工作业所开采的煤层，厚度小于1.3m的为薄煤层，而厚度小于0.9m的往往称之为极薄煤层。

对于薄煤层的开采技术日益成熟，但对极薄煤层保护层开采方案仍处于探索阶段。随着开采方案的不断改进，相应的极薄煤层保护层开采灾害治理手段也在做相应调整。针对极薄煤层保护层的开采工作，研发了接长臂采煤工艺（一种围绕接长臂采煤机展开的双开采条带交替施工方案）。

现阶段，针对该极薄煤层保护层开采方案的灾害治理仍存在如下问题：

在采煤机截割工作面时，由于采煤机截割滚筒推进落煤后会产生落煤解吸瓦斯，条带空间煤壁和顶底板也会向条带空间涌出瓦斯。采煤机滚筒截割落煤时可能会产生火花，因此引发瓦斯爆炸或燃烧；

单一采用局部通风机向开采条带内供风稀释排放瓦斯方式，风量很难满足需求，且大量空气进入开采条带内，更容易引起瓦斯燃烧、瓦斯爆炸以及煤尘爆炸等事故。

对于采空条带的瓦斯，采用接长臂采煤机开采的条带是一个相对封闭的空间，条带孔内会解吸释放出大量的瓦斯，特别是由于这些窄小间隔煤柱（0.5m左右）进入采空区后，受采空区来压显现影响，这些窄小煤柱会受压压垮，释放出一定量的煤柱解吸瓦斯；

另外，对于保护层开采而言，开采条带卸压后，被保护层也会释放出大量的瓦斯，通过层间裂隙涌入保护层开采的采空区；

且受矿压显现影响，采空区内压垮的隔离煤柱在长时间抽采瓦斯作用下，有氧化集聚热量后自燃的可能；因此，需要密切监测采空区气体成分的变化，严格控制采空区瓦斯抽采量，在已经满足开采保护层抽采卸压瓦斯的基本要求基础上，必须采取适当的采空区注氮措施。

在采煤机的截割部推进过程中，考虑到开采条带内部空间随推进工作的进行而逐渐变大、开采条带孔内粉尘浓度大、瓦斯涌出量大、空间湿度大等因素，采用常规的随机跟踪监测探头方式无法满足各类监测传感器的工作环境要求。

为解决上述问题，本发明提供了一种极薄煤层保护层开采灾害治理方法。

发明内容

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种极薄煤层保护层开采灾害治理方法，包括设置穿层钻孔、全负压通风措施和开采条带瓦斯防治措施；

其中，设置穿层钻孔，具体为：

工作面回采前，在工作面的运输顺槽巷道的开采帮煤层上方的岩体上，开采条带开口处中央正上方的位置，施工一个位于煤层顶板岩体上的穿层钻孔；

全负压通风措施，具体为：

采煤工作面开采作业空间的通风系统为全负压通风系统，主要进回风路线为：工作面的运输顺槽巷道→沿空留巷巷道→准备工作面的切眼→准备工作面的运输顺槽巷道；

开采条带瓦斯防治措施，具体为：

采用高压注氮设备对开采条带内进行注氮措施；

将穿层钻孔与抽采管路连通，通过穿层钻孔在条带内拦截抽采瓦斯及惰性气体。

进一步地，还包括沿空留巷工艺；

沿空留巷工艺，具体为：