[发明专利]一种低透气性高瓦斯煤层群保护层瓦斯综合治理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤矿瓦斯治理方法，具体是一种低透气性高瓦斯煤层群保护层瓦斯综合治理方法。

背景技术

近年来，煤层瓦斯抽采技术获得了飞速发展，并与保护层开采成功结合，形成了保护层开采及被保护层卸压瓦斯抽采技术。多年的开采实践证明，保护层开采及被保护层卸压术是防治煤与瓦斯突出最有效、最经济的区域性措施之一，该技术不仅可以避免长期与突出危险煤层短兵相接的状态，而且提高了防治煤与瓦斯突出措施的安全性和可靠性。为此，煤炭监管部门通过先后通过不同的法律法规，将保护层开采及被保护层卸压瓦斯抽采技术定为目前突出危险煤层群开采的强制性首选防突技术。随着煤矿综合机械化采煤工艺的发展，工作面推进加速，瓦斯涌出量急剧增加，瓦斯已经成为制约一些矿井安全高效开采的关键因素．瓦斯是一种具有强烈温室效应的气体，温室效应约为CO₂的21倍，大量的排放将造成严重的环境问题，但是，瓦斯又是一种清洁、高效的能源，在热值上，瓦斯与常规天然气相当，每1000ｍ³纯瓦斯相当于1t燃油或1.25t的标准煤．我国高瓦斯矿井吨煤瓦斯含量平均为6～10ｍ³，瓦斯资源丰富，大力抽采瓦斯资源既可以提高资源的利用率，又可以提高煤矿采煤的安全性，并有利于改善全球大气环境。因此，如何安全高效抽采高瓦斯煤矿瓦斯资源，实现煤与瓦斯安全高效共采，是国内外许多学者研究的目标和方向。

发明内容

技术问题：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种生产效益、安全性和可靠性好，可实现地透气性高瓦斯近距离煤层群卸压防突、保护层和被保护层煤与瓦斯共采的一种低透气性高瓦斯煤层群保护层瓦斯综合治理的方法。

技术方案：本发明的目的通过如下技术方案实现：基于低透气性高瓦斯近距离煤层群条件下上保护层开采时卸压瓦斯涌出规律，构建上保护层煤与瓦斯共采体系，所述的共采体系包括：保护层和被保护层瓦斯抽采；保护层瓦斯抽采包括保护层本煤层瓦斯抽采、顶板高位钻场钻孔瓦斯抽采、留巷墙体埋管采空区瓦斯抽采，所述的被保护层瓦斯抽采为煤层瓦斯预抽；具体的方法如下：

一、保护层本煤层瓦斯抽采布置

1）平行钻孔形式瓦斯抽采布置

回风巷采帮从900m处开始布置1号钻孔，钻孔垂直巷道布置，钻孔间距为9m，直到距大巷保护煤柱50m处结束，以仰角为+1°向上打钻，钻孔深度为80m，在施工过程中钻孔仰角根据现场地质条件而定，仰角角度范围在0～90°；

2）钻场扇形钻孔形式瓦斯抽采布置

在回风巷的900m处往里至开切眼，采帮及运输巷采帮每隔50m布置一个钻场，每个钻场布置8钻孔；回风巷采帮钻孔开口高度1.2m，以+1°角沿煤层钻进，孔深为80m；钻孔倾角和开孔倾角根据煤层倾角、实际在施工过程中，现场人员根据煤层变化调整钻孔角度确保钻孔施工在煤层中；

二、顶板高位钻场钻孔瓦斯抽采布置

在运输巷内，利用已有的、距工作面最近的两个钻场各施工一组上裂隙带钻孔，钻场内共施工5个钻孔，呈扇形布置，1号～5号钻孔从左向右依次排开，钻孔终孔水平间距均为15m，根据裂隙带发育高度分析结果，裂隙带钻孔终孔按8～10倍采高13～16m进行设定；钻场深3m，钻孔间距0.6m，钻孔在顶板与巷道煤帮的交界处开口。

钻孔的孔径均为50mm，封孔、扩孔长度为9m，封孔采用50mm带法兰盘的聚乙烯管，水泥封孔；与主管路连接采用埋线管，主管路三通处安设阀门及放水器，以便抽放观测记录、调整抽采参数和放水；

三、留巷墙体埋管采空区瓦斯抽采布置

在运输巷留巷充填体内每间隔9m预留一4寸管，并用法兰盘埋线管连接，伸出墙体0.5m，在留巷施工过程中，每个4寸管设置一个闸阀和观测孔与巷道非采帮的ф320抽放管连接，并将沿空留巷非采帮ф320抽放管延接至工作面采空区后部实现采空区瓦斯抽采；

采空区埋管抽采通过安装管路直接抽采采空区瓦斯，尽量减少采空区瓦斯流入工作面；一般情况下，采空区埋管直径75mm～100mm，处在采区内的一端长度可根据现场确定；管壁穿有小孔并用沙网包好，防止抽采过程中发生堵塞；该管应尽量靠近煤层顶部，处于瓦斯浓度较高的地点；

四、被保护层煤层瓦斯预抽布置