[发明专利]低瓦斯矿井高产高效工作面瓦斯地面抽采方法

说明书

本发明属于煤矿瓦斯治理技术领域，具体是一种低瓦斯矿井高产高效工作面瓦斯地面抽采方法。解决煤层透气性系数较大、低瓦斯、高涌出矿井，常规井下瓦斯抽采模式具有一定局限性，施工难度大、周期长，造成矿井抽掘采衔接压力大的问题，具体步骤如下：1）采动井布设，2）地面钻井：（1）一开钻井采用Ф425mm牙轮钻头，（2）二开钻井采用Ф311.1mm钻头进行钻进钻至煤层，（3）完成钻井后，随着工作面采煤推进，采煤形成的裂隙带与地面采动井沟通时，采用地面移动泵站开始负压抽放，（4）采煤后形成采空区，通过钻孔继续抽放。本发明充分发挥采动井的高效率抽采和较小施工周期性，治理煤矿瓦斯，提高煤矿生产效率。

技术领域

本发明属于煤矿瓦斯治理技术领域，具体是一种低瓦斯矿井高产高效工作面瓦斯地面抽采方法。

背景技术

低瓦斯矿井高产高效工作面，由于综合机械化采煤开采强度大、生产集中、推进速度快，使采面瓦斯涌出量增加、大数量和涌出不均衡等特点，同时综采面由于采高大、采长大、走向长度长，因此采空区面积大，易造成工作面和局部瓦斯（尤其是上隅角）超限，为了缓解通风压力，工作面往往采用高抽巷等瓦斯治理方式，又造成工作面衔接方面困难，延误采煤进度。煤与煤层气共采国家重点实验室正在开发相关技术。

发明内容

本发明为了解决煤层透气性系数较大、低瓦斯、高涌出矿井，常规井下瓦斯抽采模式具有一定局限性，施工难度大、周期长，造成矿井抽掘采衔接压力大，提供一种低瓦斯矿井高产高效工作面瓦斯地面抽采方法。

本发明采取以下技术方案：一种低瓦斯矿井高产高效工作面瓦斯地面抽采方法，具体步骤如下：

1）采动井布设：

采动井布置在回风巷内侧，距离切眼20m，距离回风巷30m处，孔距50m；

第一个地面采动井的钻孔布置在距工作面切眼20m处，内错回风巷30m；第二个采动井的孔布置在距工作面切眼70m，内错回风巷15m；依次类推，沿工作面走向方向每隔50m布置1个，第奇数个孔内错回风巷30m，第偶数个孔内错回风巷15m；

2）地面钻井：

采动区钻井整体结构为两次钻井设计，其中，一开钻井终孔位置钻过风化带岩层至基岩以下10m位置，二开钻井终孔位置为煤层位置，详细钻井步骤如下：

（1）一开钻井采用Ф425mm牙轮钻头，钻穿基岩风化带10m后，下Ф377.7mm*10mm钢级J55表层套管，封固地表疏松层，注水泥全封固，

（2）二开钻井采用Ф311.1mm钻头进行钻进钻至煤层，见煤即裸眼完钻，

（3）完成钻井后，随着工作面采煤推进，采煤形成的裂隙带与地面采动井沟通时，采用地面移动泵站开始负压抽放，

（4）采煤后形成采空区，通过钻孔继续抽放。

与现有技术相比，本发明充分发挥采动井的高效率抽采和较小施工周期性，治理煤矿瓦斯，提高煤矿生产效率，可获得以下五方面的效果：

1、有效缓解矿井生产抽掘采衔接紧张，加快采煤进度。

2、与常规上隅角瓦斯治理方式相结合，解决上隅角瓦斯超限问题。

3、采动井工作面通过采煤形成的裂隙沟通工作面，进行地面负压抽采，降低回风巷瓦斯浓度，有效解决工作面割煤期间瓦斯涌出量大的问题。

4、采动井采用移动泵站负压抽采，可以使煤层中瓦斯加快解析，缩减矿井瓦斯治理周期，有利于煤矿开采区的瓦斯治理和采煤工作。

5、高抽巷的作用是对回采工作面的瓦斯进行高位抽采，降低回采过程中工作面的瓦斯浓度，减少上隅角瓦斯超限，地面垂直采动井组能在一定程度上取代甚至完全取代高抽巷。