[发明专利]一种用于穿层钻孔注高温氮气快速掘进的方法

摘要

本发明公开了一种用于穿层钻孔注高温氮气快速掘进的方法,采用分组穿层钻孔然后向穿层钻孔内逐级注入高温氮气的方式，通过低位抽采巷道的穿层钻孔重复逐级注高温氮气，穿层钻孔之间的煤体不但受到高温氮气能量对煤体的加热而加快瓦斯解吸，而且还在不同时间受到不同方向高温氮气的压裂增透；能加快煤体裂隙的发育、张开和沟通；此外，煤体在“温度+压力”耦合作用下更易开裂、增透；重复逐级注入高温氮气避免了抽采过程中裂隙闭合、瓦斯浓度和流量衰减的问题，保证了穿层钻孔高浓度大流量抽采瓦斯，致使煤层掘进巷道控制范围内的煤体瓦斯被高效安全的快速抽出，大大加快了单一松软具有高突危险性煤层巷道的掘进速度。

主权项

1.一种用于穿层钻孔注高温氮气快速掘进的方法，其特征在于，具体步骤为：/nA、在低位抽采巷道内每间隔一段距离向煤层方向施工一组呈线性分布的穿层钻孔，确保每组穿层钻孔穿透煤层进入煤层顶板不少于0.5m，且使穿层钻孔处于巷道掘进控制范围内；所述每组穿层钻孔的数量为奇数，每组处于最中间的穿层钻孔为一级钻孔，与一级钻孔相邻的两个穿层钻孔为二级钻孔，以此类推为三级钻孔，直至确定每组最外侧的两个穿层钻孔为N级钻孔；/nB、每个穿层钻孔施工完成后均插入与穿层钻孔等深的护孔管，采用高压注浆法对穿层钻孔进行密封，通过瓦斯抽采管、支管将穿层钻孔连入井下抽采系统，对煤层巷道掘进控制范围内的瓦斯进行抽采；/nC、当一组穿层钻孔中各个钻孔均连入井下抽采系统后，先将其中的一级钻孔停止瓦斯抽采并连接注高温氮气管路，向一级钻孔内注入一段时间的高温氮气；对一级钻孔注入高温氮气过程中，一级钻孔附近的该组二级钻孔和相邻组的一级钻孔处于负压抽采阶段，使穿层钻孔之间的煤体受力是同一个方向，从而加快煤体裂隙的发育、张开和沟通；/nD、完成后关闭一级钻孔的注高温氮气管路，并将一级钻孔连接到抽采系统继续进行瓦斯抽采；/nE、重复步骤C和D，逐级对该组穿层钻孔中的二级钻孔、三级钻孔、……N级钻孔注入高温氮气，完成整组穿层钻孔的注高温氮气作业；/nF、重复步骤C、D和E，继续向下一组穿层钻孔注入高温氮气，直至完成在低位抽采巷道内所有穿层钻孔的注高温氮气作业；/nG、在巷道掘进过程中，每当一组穿层钻孔中任一钻孔抽采出的气体中瓦斯浓度低于30%时，即对该组穿层钻孔按照步骤C、D和E进行重复逐级注高温氮气作业，直至完成巷道掘进控制范围内的瓦斯抽采。/n