[发明专利]一种利用定向钻孔顺层抽采煤层群瓦斯的方法

说明书

一种利用定向钻孔顺层抽采煤层群瓦斯的方法，属于煤矿瓦斯治理方法。在地面或巷道中利用定向钻机按一定角度向深部煤层群各煤层中分别施工定向钻孔，达到煤层所在深度后改变定向钻机钻进方向，使钻头按与煤层平行的角度向煤层中钻进，定向钻孔进入煤层中的距离由事先设计的开采范围确定；然后，利用该定向钻孔分别抽采煤层群各煤层中的瓦斯，待煤层的煤与瓦斯突出危险性消除以后，对煤层进行回采；在消除煤与瓦斯突出危险性之后，煤层群中各煤层的开采顺序不分先后；在某个煤层回采期间，可以利用其他未开采煤层中的定向钻孔抽采因采动影响而释放出的卸压瓦斯。能提高工作效率，减少工作量，节约成本，瓦斯抽采率和抽采浓度高，方便瓦斯的利用。适用于包含两个或者更多煤层的煤层群的瓦斯治理。

所属技术领域

本发明涉及一种煤矿瓦斯的治理方法，具体的说是一种利用定向钻孔顺层抽采煤层群瓦斯的方法。

技术背景

矿井瓦斯是威胁煤矿安全生产的主要灾害之一，但同时瓦斯又是一种储量非常丰富的清洁能源。现今，我国大多数煤矿都在通过抽采来防治瓦斯灾害，这不仅可以保障煤炭资源的安全开采、促进矿井瓦斯这一高效洁净能源的利用，还可以保护环境，实现煤矿瓦斯抽采与利用的“安全、能源、环境”三重效益。

目前，许多矿井针对煤层群均是采用保护层开采的方法，即先选择无煤与瓦斯突出危险性或者煤与瓦斯突出危险性极其小的煤层作为首采煤层进行开采，然后，再利用近距离穿层钻孔抽采其他煤与瓦斯突出危险性较高的煤层中的卸压瓦斯以保证该煤层巷道的安全施工，待煤巷施工完毕之后，再结合顺层钻孔预抽回采工作面中的瓦斯，最终实现煤层群中各煤层的安全开采。

但是，随着浅部煤炭资源的逐渐减少和枯竭，地下开采的深度越来越大，如今我国已经有大批矿井进入千米以下开采深度。进入深部开采以后，由于高地应力、高瓦斯、高地温等复杂地质环境的影响，煤层群中所有煤层均具有较高的煤与瓦斯突出危险性，再无适合的煤层作为首采煤层。目前消除深部煤层群各煤层煤与瓦斯突出危险性的主要方法是施工近距离穿层钻孔同时结合顺层钻孔预抽煤层瓦斯，而这需要首先施工顶板岩巷或底板岩巷，然后在岩巷中向煤层施工穿层钻孔抽采瓦斯以保证煤层巷道的安全掘进，待煤巷开掘结束后，再施工顺层钻孔共同抽采工作面瓦斯；另外，由于穿层钻孔的抽采半径普遍较小，因此需要施工密集穿层钻孔才能实现消除煤与瓦斯突出危险性以保证煤巷安全掘进的目的。工作量大而且花费颇高。

发明目的

本发明是为避免上述现有技术所存在的问题，提供一种瓦斯抽采率高、经济实惠、容易施工的利用定向钻孔顺层抽采煤层群瓦斯的方法。

技术方案

本发明的目的是这样实现的：在地面或巷道中利用定向钻机按一定的倾角向深部煤层群各煤层中分别施工定向钻孔，达到煤层所在深度后改变定向钻机钻进方向，使钻头按与煤层平行的角度向煤层中钻进，定向钻孔进入煤层中的距离由事先设计的开采范围确定。然后，利用该定向钻孔分别抽采煤层群各煤层中的瓦斯，待煤层的煤与瓦斯突出危险性消除以后，分别对其进行回采。

在消除煤与瓦斯突出危险性之后，煤层群中各煤层的开采顺序不分先后。在某个煤层回采期间，可以利用其他未开采煤层中的定向钻孔抽采因采动影响而释放出的卸压瓦斯。

所述的煤层大于或等于两层，在大于或等于两层煤层的煤层群实施瓦斯治理。

本发明的有益效果：(1)通过施工定向钻孔，避免了开掘顶板岩巷或者底板岩巷，减少了工作量，节约了成本；(2)煤层群中各煤层开采顺序不分先后，哪个煤层先消除煤与瓦斯突出危险性，即可先开采该煤层，并不影响其他煤层定向钻孔的正常抽采，而且开采该煤层时，还可以利用其他未开采煤层中的定向钻孔抽采因采动影响而释放出的卸压瓦斯；(3)定向钻孔的施工位置不受与煤层之间距离的限制，为钻孔抽采治理深部煤层群瓦斯提供了新思路；(4)本发明通过定向钻机施工定向钻孔，钻机的定位能力强、施工成本低、工程周期短，大幅提高了工作效率，瓦斯抽采率和抽采浓度高，方便瓦斯的利用。

附图说明