[发明专利]基于分区逐级递增树状定向长钻孔的盘区瓦斯治理方法

说明书

一种基于分区逐级递增树状定向长钻孔的盘区瓦斯治理方法，其沿盘区长度方向，布置树状定向长钻孔，利用其主孔全面覆盖整个盘区；采用分区逐级递增方式，布置其平面分支孔，利用平面分支孔覆盖因钻孔轨迹控制精度导致的平面抽采盲区，并加密钻孔；利用其上层分支孔和下层分支孔覆盖因夹矸层导致的剖面抽采盲区；由此，本发明既可对盘区瓦斯进行整体超前预抽采治理，又可对煤层回采时的采动卸压瓦斯进行抽采治理，解决了递进式抽采效率低、易因钻孔轨迹控制精度和夹矸层导致抽采盲区、等间距布置钻孔抽采不均衡等难题，实现了盘区无盲区均衡整体抽采，提高了煤矿瓦斯治理效率和效果，保障了矿井安全高效开采。

技术领域

本发明涉及煤矿瓦斯治理的技术领域，尤其涉及一种基于分区逐级递增树状定向长钻孔的盘区瓦斯治理方法。

背景技术

瓦斯事故是煤矿发生数量最多、危害最大的灾害类型。为避免瓦斯事故发生，既需要提前对煤层瓦斯进行预抽采，使其降低至允许范围内；又要在工作面煤层回采过程中对采动卸压瓦斯进行随采随抽，从而保障煤矿生产安全。

目前煤矿主要采用递进式瓦斯治理模式，详见申请号为201010252165.X、公布号CN101915118A的中国专利，其具体原理为：在盘区内布置多个回采工作面，在回采工作面的外侧顺槽内提前向下一个相邻工作面区域施工长钻孔，钻孔长度贯穿下一回采工作面的外侧预留巷道影响区；利用钻孔进行瓦斯抽采后，开采当前回采工作面，掘进下一回采工作面外侧顺槽；然后在该外侧顺槽内继续向下一个相邻回采工作面区域施工长钻孔，如此递进式循环向前推进，实现抽、掘、采正常接替，提高了煤矿生产安全性。

该方法存在以下不足：①需要采用回采工作面递进式抽采方式对盘区瓦斯进行分步治理，无法实现盘区瓦斯整体超前治理，效率低；②瓦斯抽采钻孔施工存在轨迹控制误差，且随孔深增加钻孔轨迹控制误差递增式累积，而瓦斯抽采钻孔采用等间距均匀布置方式，当钻孔达到一定深度时，钻孔轨迹误差将大于钻孔有效抽采半径，易产生平面抽采盲区；③煤层内一般含有夹矸层，其透气性差，会阻碍钻孔瓦斯抽采，易导致剖面抽采盲区；④钻孔施工时，一般沿回采工作面长度方向由近到远施工，而煤层回采时，一般沿回采工作面长度方向由远向近采煤，即钻孔施工方向与煤层回采方向不一致，而钻孔布置数量相同，回采工作面远处钻孔施工时间晚、报废时间早，导致回采工作面内瓦斯抽采不均衡，为确保回采工作面整体瓦斯抽采达标，需要延长瓦斯抽采时间；⑤瓦斯抽采定向钻孔与待掘巷道垂直，巷道掘进后，钻孔即暴露失效，利用时间短；⑥煤层回采时钻孔已被破坏，因此钻孔只可进行瓦斯预抽采，无法解决工作面回采时的卸压瓦斯治理问题；⑦钻孔一般沿煤层倾向布置，且多为下向钻孔，钻孔内易积水，堵塞瓦斯抽采通道，影响抽采效果。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种基于分区逐级递增树状定向长钻孔的盘区瓦斯治理方法，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于分区逐级递增树状定向长钻孔的盘区瓦斯治理方法，能解决目前煤矿井下采用递进式瓦斯治理模式存在的盘区瓦斯治理效率低、易存在平面和剖面抽采盲区、抽采不均衡、钻孔利用率低、易堵塞等不足的技术问题。

为实现上述目的，本发明公开了一种基于分区逐级递增树状定向长钻孔的盘区瓦斯治理方法，其特征在于包括以下工作步骤：

步骤一：设置盘区与回采工作面，根据矿井边界，在垂直于煤层走向的方向确定盘区的宽度；根据树状定向长钻孔的长度，在平行于煤层的走向方向确定盘区的长度；在盘区内平行于煤层的走向方向设置多个回采工作面；

步骤二：进行盘区主巷道掘进与钻场布置，沿盘区的宽度方向在盘区的边缘掘进盘区的主巷道，并在主巷道内间隔设置多个钻场；

步骤三：在各钻场内平行于回采工作面的方向施工树状定向长钻孔，各树状定向长钻孔覆盖整个盘区，且在钻孔内下入护孔筛管；

步骤四：盘区瓦斯预抽采，利用树状定向长钻孔进行瓦斯预抽采；