[发明专利]突出煤层采煤工作面长钻孔脉动注水防突方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿井安全开采技术，尤其涉及一种突出煤层采煤工作面长钻孔脉动注水防突方法。

背景技术

煤层注水作为防治煤与瓦斯突出的水力化措施之一，在前苏联得到较广泛的应用，煤层注水既可以作为区域性防突措施，也可以作为局部防突措施，为选择和确定合理的煤层注水参数，前苏联进行过较多的研究和试验，并对注水防突效果进行了考察和检验。相关研究和试验表明，煤层注水后，煤的物理力学性质发生明显变化，其弹性和强度减小，塑性增大，从而使煤层的应力分布发生根本变化，即高应力区向煤体深部转移，应力集中系数减小，地应力和瓦斯压力梯度减小，弹性潜能降低，其释放的速度变小，大大减小了突然释放弹性潜能的概率水平，水进入煤的孔隙，降低了瓦斯放散初速度(可减少90％)，增加了瓦斯流动的阻力，从而削弱了瓦斯在突出过程中的作用。国外多采用深孔中压长时注水，效果较好。我国在煤层注水防突方面进行过初步的尝试和试验，如阳泉一矿北头嘴井，在综采工作面进行浅孔注水，使工作面压出次数减少了82％，煤尘降低了48％。可见煤层注水湿润煤体，可消除或降低煤层和近工作面处的突出危险。目前，我国大多数突出矿井采用超前排放钻孔作为煤巷掘进工作面的消突措施。超前排放钻孔措施虽然能有效地消除突出危险性，但由于措施的实施周期长，消突效率较低，其结果会使煤巷掘进速度极低，矿井采掘比例严重失调。研究高效消突技术措施、提高突出煤层煤巷掘进速度已成为我国突出煤层开采的当务之急。水力挤出是近期我国试验成功的一种新型防突技术措施，部分突出矿井的应用情况表明，同使用超前排放钻孔措施相比，具有高效消突的效果，可提高掘进速度50％～100％。

现有技术中的煤层注水工艺采用的注水孔深一般为10m，由于孔深不足使得注水效果不理想，防突效果欠佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种防突效果好的突出煤层采煤工作面长钻孔脉动注水防突方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的突出煤层采煤工作面长钻孔脉动注水防突方法，包括步骤：

首先，通过钻机垂直采煤工作面钻多个注水孔，钻到预定深度停钻，用封孔器进行封孔；

然后，利用煤层低频脉动注水泵向注水孔内注水，注水直到周围煤体潮湿或有水从钻孔周围缓慢渗出为止。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的突出煤层采煤工作面长钻孔脉动注水防突方法，由于首先通过钻机垂直采煤工作面钻多个注水孔，钻到预定深度停钻，用封孔器进行封孔；然后利用煤层低频脉动注水泵向注水孔内注水，注水直到周围煤体潮湿或有水从钻孔周围缓慢渗出为止，防突效果更有效。

附图说明

图1为本发明实施例提供的突出煤层采煤工作面长钻孔脉动注水防突方法的注水钻孔布置示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的突出煤层采煤工作面长钻孔脉动注水防突方法，其较佳的具体实施方式包括步骤：

首先，通过钻机垂直采煤工作面钻多个注水孔，钻到预定深度停钻，用封孔器进行封孔；

然后，利用煤层低频脉动注水泵向注水孔内注水，注水直到周围煤体潮湿或有水从钻孔周围缓慢渗出为止。

所述注水孔的深度大于或等于20m。

采煤工作面的每循环留有不小于10m的注水孔超前距。

所述多个注水孔覆盖整个采煤工作面并且每循环施工一组注水钻孔，所述多个注水孔采用三花眼布置方式。

所述注水钻孔的封孔深度大于或等于10m，注水时煤体的注水压力控制在6MPa-10MPa之间。

所述煤层低频脉动注水泵的频率在1-10HZ。

所述脉动注水时间为当注水钻孔周围煤体均匀渗出水珠为止。

在链接每个钻孔的橡胶管和供水干管之间安装水表和截止阀，供水干管上安装压力表。

本发明的突出煤层采煤工作面长钻孔脉动注水防突方法，防突效果更有效。

具体实施例：

如图1所示，根据注水参数要求选定合适的煤层注水的设备，包括钻机、煤层低频脉动注水泵和封孔器等，然后进行钻孔，钻到预定深度停钻封孔，接好注水泵进行注水，注水直到周围煤体潮湿或有水从钻孔周围缓慢渗出为止。

所述的注水钻孔要求不小于20m。

所述的采用长孔注水时，在链接每个钻孔的橡胶管和供水干管之间安装水表和截止阀，干管上安装压力表，用以计量注水量及观测注水压力。