[发明专利]一种煤矿回采工作面上隅角瓦斯抽放方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿采煤技术领域，特别涉及一种煤矿回采工作面上隅角瓦斯抽放方法。

背景技术

目前，在煤矿回采过程中的采空区是在采煤工作面的后方，工作面回采工程中始终存在并且随着采面的推进，范围逐渐增加的采空区。采空区瓦斯的涌出，在矿井瓦斯来源中占有相当大的比例。这是由于在瓦斯矿井采煤时，尤其是开采煤层群和厚煤层条件下，邻近煤层、未采分层、围岩、煤柱和工作面丢煤中的瓦斯都会向采空区涌出，致使采空区积存了大量高浓度瓦斯。

由于采空区是和通风网路连通的，来源于上述各个方面的瓦斯涌向采空区后，又涌向工作面并经回风巷排出，当采空区积存和涌出瓦斯较大时，将使工作面上隅角经常处于超限状态，有时还可能由于顶板的冒落而引起采空区瓦斯的突然大量涌出，对生产构成很大的威胁。

就这种情况，现有技术采取了以下几种方法来抽放瓦斯：

1)设置风障引导风流法。当采煤工作面上隅角瓦斯浓度不太大的情况下，在工作面上隅角附近设置风障或木板隔离，迫使一部分风流经过上隅角，将积聚的瓦斯排出。

这种方式仅适用于上隅角瓦斯涌出量不超过2m3/min、工作面风量大于200m3/min、风障最大长度不超过20m的条件；且在工作面布置风障降低了作业环境的安全程度，增加了采区内通风阻力，采空区漏风会有所加剧。

2)风机排除法。风机排除法按其动力源的不同可分为水力通风机、电动局部通风机和引射器等，但其原理和布置方法是相同的，风筒进风口设在上隅角瓦斯积聚点，把积聚的瓦斯冲谈、带走。

这种方法的缺点是都需要配置有设备，占据了一定的采掘空间，影响作业环境和条件，尤其是局部通风机，虽然已具有较高的防爆性能和抗冲击、摩擦火花等性能，但由于井下特别是采煤工作面作业条件恶劣，日常管理和维护需要特别注意，同时，他们都需要一定的动力作条件，因此是不经济的。

3)上隅角埋管抽放瓦斯法。该方法是把带孔眼的管子在顶板冒落前直接插入采空区进行抽放。一般情况下，插入管子的直径为75-100mm，处在采空区内一端长2-3m的管子，管壁穿有小孔并有纱网包好，防止抽放中发生堵塞现象；该管位于煤层顶部，以便处于瓦斯浓度较高的地点，提高抽放效果。

这种瓦斯抽放方法抽放率较低，抽出的浓度通常只有10-25％。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种煤矿回采工作面上隅角瓦斯抽放方法，以提高瓦斯抽放效率。

本发明提供的这种煤矿回采工作面上隅角瓦斯抽放方法，包括以下步骤：A、预先确定最佳抽采范围和钻场间距；B、按照所述的钻场间距，设置钻场；C、从每个钻场顶部向采空区方向倾斜向上钻一主钻孔，该主钻孔从冒落带到达裂隙带；D、在裂隙带，从每个主钻孔向采空区方向倾斜向上钻多个分支钻孔，每个主钻孔的多个分支钻孔呈扇面状排布于所述最佳抽采范围内；E、将各个分支钻孔与用于抽放瓦斯的抽放管路相连接。

较佳地，所述预先确定的最佳抽采范围包括：A1、根据采煤工作面煤层顶板岩性情况及“上三带”的分别规律，确定出裂隙带范围。A2、根据采动裂隙的“O”形圈理论及煤层顶板跨落角参数计算出倾向上的最佳抽采范围。

所述预先确定钻场间距为：预先根据钻采设备的性能、抽放条件及“上三带”的分布规律进行确定。

较佳地，所述钻采设备的性能为：钻采设备的最长钻孔长度。

较佳地，所述钻采设备的最长钻孔长度为1000米；所述主钻孔长度与分支钻孔的长度之和为1000米；所述主钻孔长度为30-50米；所述钻场间距为950-970米。

较佳地，所述步骤B中，将各个钻场等距离设置在煤层中，紧贴回风巷道的位置。

较佳地，所述主钻孔与水平面的夹角为20度-30度。

较佳地，所述每个钻场的多个分支钻孔在裂隙带内先倾斜向上，再弯折为水平方向；且每个钻场的多个分支钻孔在公共段相互连通。

较佳地，所述多个分支钻孔倾斜向上的角度和长度根据钻场间距、裂隙带层位及煤层倾角计算。

较佳地，所述多个分支钻孔终孔之间的距离为5-10米；多个分支钻孔倾斜向上角度相同为1-2度；多个分支孔的长度相同为950米-970米。

较佳地，所述步骤E为：从抽放泵站或抽放主管上引出一条抽放管路，将各个分支钻孔利用埋线管与该抽放管路相连接。