[发明专利]一种利用地面钻孔消除煤与瓦斯突出的方法

说明书

一种利用地面钻孔消除煤与瓦斯突出的方法，包括以下步骤：设计钻孔位置：根据钻孔泄压范围的大小、钻孔泄压范围可以联成片来确定钻孔间距；钻孔；在通到煤层之前垂直向下钻进，通到煤层后可穿过煤层或沿煤层定向钻进；强震装置泄压；封孔：用水泥封闭钻孔。本发明利用地面钻孔定向直达煤与瓦斯突出煤层，人员远离煤与瓦斯突出的煤层，且位于地面，充分保证人员的安全；采取强震措施诱发煤与瓦斯突出，使其卸压，达到消除煤与瓦斯突出的目的。

技术领域

本发明涉及一种消除煤与瓦斯突出的方法，尤其是一种利用地面钻孔消除煤与瓦斯突出的方法。

背景技术

瓦斯是赋存在地下煤层气中的气体，其主要成分是以液体薄膜状态赋存在煤层微孔隙表面的可燃性烃类气体，该烃类气体的主要成分是甲烷。瓦斯既是天然气清洁能源，又是导致煤矿瓦斯突出和爆炸的主要原因。很多煤矿是高瓦斯矿井或者是煤与瓦斯突出矿井，在煤与瓦斯突出矿井的井下采掘过程中，煤与煤矸石常常一瞬间被从煤体中抛出，并伴随喷出大量瓦斯，该种现象称为煤与瓦斯突出。由于突出矿井煤层瓦斯压力大（≥0.74Mpa），当煤与瓦斯突出时会造成几百立方甚至上千立方煤炭突出，堵塞井下巷道，使井下狭小的工作空间瞬间塞满，掩埋人员与设备，造成人员伤亡事故和财产损失，因此瓦斯防治任务非常重要。目前，煤矿开采煤与瓦斯突出煤层的方法，主要是开采解放层和本煤层抽放瓦斯，以降低煤层瓦斯压力，防止煤与瓦斯突出。开采解放层是指：在多煤层矿井中，首先开采无瓦斯突出的煤层或突出危险性较小的煤层，释放瓦斯含量较高、突出危险性较大临近煤层中的瓦斯，借此消除临近煤层瓦斯突出的危险。其中，首先开采的危险性较小的煤层称为保护层或解放层；后开采的煤层为被保护层或被解放层。一般情况下，通过采空区及岩层裂隙释放突出煤层瓦斯压力、使瓦斯压力降低至0.74Mpa以下，便于安全开采；本煤层抽放瓦斯是指：通过井下巷道向煤与瓦斯突出煤层钻孔抽放瓦斯，降低煤层瓦斯压力以达到消除煤与瓦斯突出的目的。

传统方法存在以下缺点：（1）开采解放层是开采煤与瓦斯突出煤层的临近层，需要开掘大量巷道和进行煤层开采，井巷工程量大，投资多，且解放层开采时间长，岩巷与煤层间距不易控制；井下本煤层瓦斯抽放需要开掘大量岩石巷道，岩石工程量大、投资多、费用高；巷道穿过煤层或接近煤层，还需消除煤与瓦斯突出，消突措施费工费力；（2）传统上消除煤与瓦斯突出的方法均存在煤与瓦斯有可能沿薄弱点突出的安全风险，易造成人员的伤亡；（3）随着矿井开采深度的增加，井下开采范围已经脱离了矿井先期开采地段范围，往往钻孔密度较小，勘探程度低，一般情况下大都不再进行地面补充勘探，仅依据井下实见情况整理矿井地质报告或储量核实报告，使得对未来开采地段地质情况认识不够详尽。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提出一种利用地面钻孔消除煤与瓦斯突出的方法，利用地面钻孔定向直达煤与瓦斯突出煤层，人员远离煤与瓦斯突出的煤层，且位于地面，充分保证人员的安全；采取强震措施诱发煤与瓦斯突出，使其卸压，达到消除煤与瓦斯突出的目的。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用地面钻孔消除煤与瓦斯突出的方法，包括以下步骤：

a、设计钻孔位置：根据钻孔泄压范围的大小、泄压范围可以联成片来确定钻孔的间距，第一个孔确定在有煤与瓦斯突出煤层的采区中部，采取强振措施泄压后，测定瓦斯泄压范围，根据可泄压范围再确定第二个钻孔、第三钻孔及更多钻孔的位置及间距；

b、钻孔：确定孔径，钻孔，不取芯，采用钻井液泥浆护壁；

c、孔向的确定：钻孔在通到煤层之前垂直向下钻进，通到煤层后可穿过煤层或沿煤层定向钻进；

d、强震装置泄压：钻孔内设置有强震装置，诱发煤与瓦斯通过钻孔向地面喷出，泄掉煤与瓦斯的压力，消除煤与瓦斯突出；

e、封孔：通过强震装置消除煤层煤与瓦斯突出之后，用水泥封闭钻孔，防止含水层的水进入井下。