[发明专利]一种单一煤层工作面煤层变厚带的探测和定点消突方法

说明书

一种单一煤层工作面煤层变厚带的探测和定点消突方法，适用于工作面分层开采时上分层回采过程中，采取的局部防突补充措施。尤其适用于中厚煤层工作面(200～300m)且中部无中间底板岩石巷道，煤层松软为构造煤发育，顶板硬、底板相对较软，且采煤工作面沿煤层顶板布置、分层开采。在煤矿井下生产过程中，根据煤层顶板硬、底板软，煤质松软和工作面附近出现较大断层等现象，预测工作面周围约500m范围内会出现煤层变厚带，因此在回采工作面先往下方施工钻孔探测煤层厚度，确定下分层煤层厚度和煤层变厚带位置。从工作面沿煤层开采方向向煤层变厚带施工下向顺层钻孔，封孔后联管抽采，能够高效抽采煤层变厚带瓦斯，消除工作面煤层变厚带突出危险性。

技术领域

本发明涉及瓦斯治理技术领域，具体地说是一种适用于中厚煤层工作面较长（200～300m）、煤层顶板硬、煤层松软为构造煤发育、煤层底板相对较软（抗压强度：顶板>底板>煤层）且采煤工作面沿煤层顶板布置、分层开采的单一煤层工作面煤层变厚带的探测和定点消突方法。

背景技术

对于工作面较长（200～300m），煤层顶板硬，煤层松软为构造煤发育，底板较软的回采工作面，在经历长期地质构造运动过程中，受到构造应力的作用，煤系地层层间滑移，顶、底板硬度和抗压强度不同，软岩大变形弯曲，硬岩小变形，产生不协调褶皱；煤层最软、抗压强度最低，先行被破坏，呈塑性状态，具有流变性能，流变适应顶底板变化；褶曲部分形成平缓的局部变厚带，如果底板软岩断裂，煤体向断裂处流变，形成突变的煤层局部变厚带。煤层局部变厚带的特点包括：构造应力大；构造煤发育、煤质松软；瓦斯压力大、瓦斯含量高；煤层渗透性低、抽采困难；煤层瓦斯突出能量大。

根据《防治煤与瓦斯突出规定》第四十五条规定：区域防突措施是指在突出煤层进行采掘前，对突出煤层较大范围采取的防突措施。区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯两类。预抽煤层瓦斯可采用的方式有：地面井预抽煤层瓦斯以及井下穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯、穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯、顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯、穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯等。

根据《防治煤与瓦斯突出规定》第四十九条规定：采取各种方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施时，应当符合下列要求：

（一）穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制区段内的整个开采块段、两侧回采巷道及其外侧一定范围内的煤层。要求钻孔控制回采巷道外侧的范围是：倾斜、急倾斜煤层巷道上帮轮廓线外至少20m，下帮至少10m；其他为巷道两侧轮廓线外至少各15m。以上所述的钻孔控制范围均为沿层面的距离，以下同；

（二）穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制整条煤层巷道及其两侧一定范围内的煤层。该范围与本条第（一）项中回采巷道外侧的要求相同；

（三）顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制整个开采块段的煤层；

（四）穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施应当在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m以前实施（在构造破坏带应适当加大距离）。钻孔的最小控制范围是：石门和立井、斜井揭煤处巷道轮廓线外12m（急倾斜煤层底部或下帮6m），同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线（包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线）的最小距离不小于5m，且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时，应当保持煤孔最小超前距15m。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对现有技术中的不足之处，提供一种单一煤层工作面煤层变厚带的探测和定点消突方法，以解决煤矿井下生产过程中，通过探测出回采工作面存在煤层变厚带的前提下，实现对煤层变厚带进行定点抽采瓦斯并消突。