[发明专利]煤岩巷关联的掘进巷道利用贯通钻孔进行瓦斯排放的方法

说明书

本发明涉及了一种煤岩巷关联的掘进巷道利用贯通钻孔进行瓦斯排放的方法，通过岩石巷道及石门对煤层局部进行瓦斯消溶或浅孔排放，然后进行石门揭煤掘进；在两个石门间的待掘煤层巷道方向打贯通钻孔，引进风流直接通过钻孔，进行瓦斯卷吸排放，且污风通过岩石巷道排放，使掘进工作面处于新鲜风流之中。采用该方法后，使原来的掘进头煤壁浅孔排放变为贯通钻孔排放，大大提高了排放效率及安全程度。

技术领域

本发明属于煤矿瓦斯治理技术领域，特别是涉及一种煤岩巷关联的掘进巷道利用贯通钻孔进行瓦斯排放的方法。

背景技术

在煤矿井下开采中，对于高瓦斯煤层与突出煤层，必须采用一定的防范措施，方能进行安全开采，在该类情况的煤巷掘进中，有许多防范措施和方法，《煤矿安全规程》局部综合防突措施第215条规定：煤巷掘进工作面应当选用超前预抽瓦斯、超前钻孔排放瓦斯的防突措施或其它经试验证明有效的防突措施。可见，煤巷掘进中超前预抽瓦斯及超前钻孔排放瓦斯还是两种主要的防范手段。超前预抽瓦斯是指在巷道端头或相邻的岩巷内布置钻场，用煤矿巷道钻机施工顺煤层钻孔、垂直钻孔或斜交煤层的钻孔，再将施工好的钻孔接入煤矿瓦斯抽采管路，利用瓦斯抽放泵对煤层中的游离状瓦斯进抽采。由于该种方法需要价格昂贵的抽采设备和抽采系统及复杂的管理程序，进而使煤矿生产的成本大幅提高，因此，在许多合适的矿井条件下，采用超前钻孔排放瓦斯，不失是一种经济的手段。

超前钻孔的排放方法首先根据煤层瓦斯的渗透性进行钻孔排放半径计算，然后根据有效的排放半径和距离，在煤巷掘进端头的煤壁上打上若干个排放钻孔，钻孔深度在5米～10米左右，然后让钻孔周边的瓦斯自然向外逸散排放一段时间，使掘进头前方煤壁内一定距离的瓦斯浓度降低到合适范围，再掘进一段距离，重新在前方煤壁上打孔进行新的排放。

该种方法比瓦斯抽放方法成本要低，但明显的缺点在于：一是对于低透气性的煤层，瓦斯不宜释放，排放效果较差；二是抽放钻孔是利用瓦斯主体逸散效应进行工作的，其排放时间长，需要1天～2天左右的时间，而且排放率随钻孔深度增加而衰减，钻孔浅部的瓦斯排出较多，钻孔深部的瓦斯排出较少，影响该种方法的使用效果。

在高瓦斯或突出煤层的区段巷道掘进时，都要在煤层底板先掘进一条底板瓦斯抽放巷或岩石集中巷，作为瓦斯抽放及生产时的运输或通风巷道使用；当该巷道掘进完成以后，通常的做法是，在该岩巷内向煤层区段平巷的掘进位置，隔一定的间距打瓦斯抽放钻孔或瓦斯排放钻孔，进行整条巷道的瓦斯抽放或排放工作。前已述及，这种方法的缺点是：抽放时成本高，排放时效果差。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种煤岩巷关联的掘进巷道利用贯通钻孔进行瓦斯排放的方法，该方法成本低、施工安全，利用岩巷内无瓦斯和便于通风的优势，利用煤巷掘进中煤体便于打贯通钻孔和局部使用瓦斯消融剂的优势，从而实现无抽放设备的煤巷掘进高效瓦斯排放。

本发明为了解决上述问题所采取的技术方案是，提供了一种煤岩巷关联的掘进巷道利用贯通钻孔进行瓦斯排放的方法，包括以下施工步骤：

第一步：在矿井中厚煤层设计区段边界的一侧底板岩层中开设轨道上山、运输上山和回风上山，轨道上山和运输上山之间的距离为15米～20米，运输上山和回风上山之间的距离为15米～20米；在矿井中厚煤层的设计区段内开设有区段煤层平巷，在设计区段煤层平巷的底板岩层内开设有区段底板瓦斯抽放巷，其与煤层底板的法向距离为10米～12米。

第二步：在区段底板瓦斯抽放巷内每隔一定的距离向区段煤层平巷的方向依次开掘第一平石门开口、第二平石门开口……第N平石门开口，这里N取正整数，每个平石门开口的掘进距离为10米～15米，并使其端头与煤层底板的最短距离保持在5米岩柱以上。

第三步：在从回风上山开始的第一平石门内布置钻场，所述钻场由8个以上瓦斯钻孔组成且呈扇形分布，每个瓦斯钻孔均由平石门向煤层方向施工，所述瓦斯钻孔穿透煤层至煤层顶板。