[发明专利]高瓦斯工作面高位钻孔瓦斯抽放方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿井的瓦斯抽放方法，具体为一种高瓦斯工作面高位钻孔瓦斯抽放方法。

背景技术

瓦斯治理是矿井生产中至关重要的环节。传统的瓦斯治理方法包括瓦斯抽放、煤层注水、瓦斯注水、加强通风、杜绝引爆火源、开采解放层等。如今的大型矿井工作面一般为采用综合机械化大采高工作面，工作面采用两巷布置，其巷道支护为锚杆锚索联合支护，巷道两帮采用金属网护帮，工作面回采期间采用“U”形通风，即轨道顺槽作为通风巷道，一个为进风巷（1）另一个为回风巷（2）。但是，这种瓦斯治理过程中回风巷顶板靠近工作面位置会出现上隅角瓦斯积聚问题。所以要解决上隅角瓦斯积聚的问题，采用另设抽排风机或者巷道钻孔抽放的方法。其中高位钻孔进行瓦斯抽放具有施工方便、抽放效率高地特点。但对于煤层硬度大、透气性低的高瓦斯工作面，一般的抽放方法并不适用。

发明内容

本发明为了解决普通抽放方法不适用高瓦斯工作面抽放的问题，提供了一种高瓦斯工作面高位钻孔瓦斯抽放方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：高瓦斯工作面高位钻孔瓦斯抽放方法，包括以下步骤，

（1）在指定位置钻孔，具体为在回风巷顶部斜向上穿过煤层钻若干组孔，每组孔包括孔口在同一位置的孔Ⅰ和孔Ⅱ，孔Ⅰ与回风巷侧壁的夹角Ⅰ为6.27°，孔Ⅱ与回风巷侧壁的夹角Ⅱ为11.37°，孔Ⅰ和孔Ⅱ与回风巷顶板的夹角Ⅲ均为23°，孔Ⅰ和孔Ⅱ的顶端距工作面的顶板的竖直距离为15米，孔Ⅰ和孔Ⅱ的直径为50mm，各组孔沿开采方向均布，且距工作面的距离为100～1500米，各组孔孔口之间的距离为40米。

（2）铺设管路、架设抽放设备以及监测仪表，瓦斯排放管选用直径为312mm的塑钢管，通过毫丝管与步骤一中的各个钻孔连接，各个钻孔采用聚氨脂封孔，封孔深度为3米；瓦斯泵连接到瓦斯排放管，瓦斯泵选用ZWY110/160-G型抽放泵，配套电机160Kw，泵站采用双回路供电；

（3）开动抽放泵，在开采工作过程中进行瓦斯抽放。

工作面在开采期间，煤层随工作面的推进，在工作面的周围将形成一个采动压力场，采动压力场及其影响范围垂直方向上形成三个带，即冒落带、裂隙带和弯曲下沉带，在水平方向上形成三个区即：煤壁影响支撑区、离层区和重新压实区，在这个采动压力场中形成的裂隙空间便成为瓦斯流动通道，如钻孔正好布置在裂隙带，则可通过钻孔负压加速瓦斯流动，使高位钻孔能够抽出瓦斯，并且抽放量大大超过本煤层瓦斯含量。高位钻孔还能实现超前抽放，即工作面距钻孔口还有一段距离时，能够抽出高浓度的瓦斯。

本发明的有益效果如下：利用高位钻孔的特殊布置形式，实现了对于高斯工作面的瓦斯抽放。本发明通过岩石钻孔，深入工作面上部裂隙带，利用瓦斯积聚在巷道高处的特点增加了裂隙带气体流动，使采空区的瓦斯得到进一步释放，避免了高浓度瓦斯形成；同时采用高位钻孔降低了采空区内瓦斯气体浓度，控制了工作面回采期间采空区遗煤释放瓦斯造成的上隅角瓦斯超限问题。本发明抽放效率高，施工工艺简单，应用范围广。

 

附图说明

图1为本发明的钻孔布置的俯视图；

图2为本发明的钻孔布置的侧向剖视视图。

图中：1-进风巷，2-回风巷，3-工作面，4-孔Ⅰ，5-孔Ⅱ，6-煤层，a-夹角Ⅰ，b-夹角Ⅱ，c-夹角Ⅲ。

具体实施方式

高瓦斯工作面高位钻孔瓦斯抽放方法，包括以下步骤，

（1）在指定位置钻孔，具体为在回风巷2顶部斜向上穿过煤层钻若干组孔，每组孔包括孔口在同一位置的孔Ⅰ4和孔Ⅱ5，孔Ⅰ4与回风巷2侧壁的夹角Ⅰa为6.27°，孔Ⅱ5与回风巷2侧壁的夹角Ⅱb为11.37°，孔Ⅰ4和孔Ⅱ5与回风巷2顶板的夹角Ⅲc均为23°，孔Ⅰ4和孔Ⅱ5的顶端距工作面3的顶板的竖直距离为15米，孔Ⅰ4和孔Ⅱ5的直径为50mm，各组孔沿开采方向均布，且距工作面3的距离为100～1500米，各组孔孔口之间的距离为40米；

（2）铺设管路、架设抽放设备以及监测仪表，瓦斯排放管选用直径为312mm的塑钢管，通过毫丝管与步骤一中的各个钻孔连接，各个钻孔采用聚氨脂封孔，封孔深度为3米；瓦斯泵连接到瓦斯排放管，瓦斯泵选用ZWY110/160-G型抽放泵，配套电机160Kw，泵站采用双回路供电； 

（3）开动抽放泵，在开采工作过程中进行瓦斯抽放。

（4）根据工作面实际情况，还能够通过增加钻孔个数、增加钻孔组数、减少钻组间距的方式适当调整抽放方案，已达到最优抽放效果。