[发明专利]综采工作面端头悬顶瓦斯超限控制方法

说明书

本发明涉及煤矿开采技术领域，提供了一种综采工作面端头悬顶瓦斯超限控制方法。钻孔，在巷道内靠近煤柱侧，由下向上沿直接顶岩层向老顶岩层方向钻孔；压裂，利用注水管沿老顶岩层向直接顶岩层方向向孔内注入高压水，所述注水管的出水端先停留在老顶岩层内注水设定时间，然后向下移动设定间距并注水设定时间，再次向下移动设定间距并注水设定时间，直至将老顶岩层和直接顶岩层压裂。在直接顶岩层和老顶岩层内钻设连通孔，孔的位置靠近煤柱，向孔内间隔注入高压水，通过高压水的压力依次将老顶岩层和直接顶岩层压裂并垮落，将综采工作面回风巷的空间填满，使瓦斯分散飘移，实现降低瓦斯浓度的作用。

技术领域

本发明涉及煤矿开采技术领域，特别是涉及一种综采工作面端头悬顶瓦斯超限控制方法。

背景技术

U型通风长臂综采工作面自然垮落法管理顶板目前是我国煤矿煤炭开采主要选用的采煤工艺。我国煤矿采煤工作面两巷端头区域顶板普遍存在悬顶跨度长难以及时充分垮落的工程难题，由于大跨度厚层顶板瞬时冒落可能引发综采工作面发生各种不同类型的安全危害事故，特别对于高瓦斯矿井综采工作面经常出现回风巷上隅角瓦斯严重超限而制约煤矿安全生产等防治技术难题。

长臂开采U型通风综采工作面利用自然垮落法管理顶板，其采煤工作面两巷上下端头顶板由于受到实体煤岩层限制而导致无法沿煤柱侧帮充分垮落，造成工作面两巷端头悬顶而无法充填密实采空区，进而引发综采工作面回风巷道上隅角经常发生瓦斯超限灾害，特别对于高瓦斯矿井严重制约威胁着工作面的安全开采。综采工作面回风巷端头上隅角瓦斯超限的本质原因是由于瓦斯密度远小于空气密度而易于向上运移集聚到上隅角空间区域，但实质是由于工作面开采后回风巷端头区域顶板未能及时充分垮落充填密闭采空区故而为瓦斯最终运移积聚提供了空间场所。

现有方法是采用炸药爆破或水力致裂技术，来控制采煤工作面两巷端头顶板悬顶过长的工程难题，均是通过切断工作面两巷端头区域直接顶岩层使其充分冒落充填采煤空间，利用冒落的直接顶岩层占用巷道空间迫使瓦斯无运移积聚场地而达到降低其浓度，但煤矿井下实践表明，仅仅通过欲裂直接顶岩层使其待工作面推过依靠自重实难保证其自然充分垮落而密实封堵采空区，综采工作面回风巷上隅角瓦斯仍然经常存在严重超限的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种综采工作面端头悬顶瓦斯超限控制方法，以解决现有综采工作面端头悬顶瓦斯严重超限的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种综采工作面端头悬顶瓦斯超限控制方法，包括如下步骤：

钻孔，在巷道内靠近煤柱侧，由下向上沿直接顶岩层向老顶岩层方向钻孔；

压裂，利用注水管沿老顶岩层向直接顶岩层方向向孔内注入高压水，所述注水管的出水端先停留在老顶岩层内注水设定时间，然后向下移动设定间距并注水设定时间，再次向下移动设定间距并注水设定时间，直至老顶岩层和直接顶岩层压裂。

其中，所述钻孔步骤中，由下向上沿直接顶岩层向老顶岩层倾斜设定角度钻孔。

其中，所述设定角度为30-50°。

其中，所述钻孔步骤中，沿巷道走向间隔钻设多个孔。

其中，相邻两个孔的间距为8～10m。

其中，所述钻孔步骤中，孔与煤柱的距离为0～1m。

其中，所述压裂步骤中，所述注水管的进水端与高压注水泵连接，所述注水管的出水端设有封孔器。

其中，所述压裂步骤中，设定间距为3～5m。

其中，所述压裂步骤中，向孔内注入高压水，待高压水压力稳定后，继续注入设定时间的高压水，设定时间为25-35分钟。

(三)有益效果