[发明专利]一种煤矿井下大采长工作面松软突出煤层瓦斯治理方法

说明书

本发明提供了一种煤矿井下大采长工作面松软突出煤层瓦斯治理方法，包含如下步骤：第一步：定向钻机在煤层顶或底板岩石抽采巷道内进行钻孔；第二步：当第一步中的定向穿层钻孔施工至进入煤层中后，第三步：当第二步中的钻孔按钻孔轨迹施工到位后，第四步：退出钻孔内的常规回转钻具，对封孔进行联网负压抽采；第五步：抽采过程中根据第四步中所述的区域瓦斯抽采在线监测计量装置的监测结果；第六步：根据第五步中所述的区域瓦斯抽采在线监测计量装置的计量结果，通过定向钻机工艺与常规回转钻进工艺相结合的钻进方式，充分发挥定向钻机和常规回转钻机各自的优点，有效避免常规回转钻机施工时钻孔易串孔、钻杆受自重影响不易进入煤层的问题。

技术领域

本发明涉及煤矿井下突出煤层瓦斯治理技术领域，具体涉及一种煤矿井下大采长工作面松软突出煤层瓦斯治理方法。

背景技术

针对煤矿井下单一煤层回采工作面的瓦斯治理，一般通过向工作面煤层施工钻孔预抽煤层瓦斯达到工作面煤层瓦斯治理的目的。预抽煤层瓦斯的钻孔包括本煤层顺层钻孔和从瓦斯抽采巷施工的穿层钻孔两大类。本煤层顺层钻孔施工时由于钻孔轨迹与终孔位置不清、易塌孔、钻孔成孔率低的问题，使得钻孔打不深，易留抽采空白带，因此部分地方煤监局规定禁止将本煤层顺层钻孔预抽煤层瓦斯作为区域防突措施。

如图1所示，穿层钻孔预抽回采煤层瓦斯是通过在风巷1和机巷3的底板或顶板施工风巷抽采巷5和机巷抽采巷6，分别从风巷抽采巷和机巷抽采巷内向回采煤层4施工穿层钻孔2，通过穿层钻孔覆盖回采工作面煤层，对穿层钻孔进行封孔联抽从而达到治理回采工作面煤层瓦斯的目的。穿层钻孔预抽煤层瓦斯的方法对于长度较短的回采面煤层瓦斯治理尚可完全覆盖整个回采工作面煤层，但对于大采长的回采工作面的瓦斯治理，如工作面长度大于150m时，用常规回转钻机从岩石抽采巷内施工的大孔深穿层钻孔存在岩孔段占比过长、见煤位置及钻孔轨迹不可控、易串孔、小倾角钻孔钻杆受自重影响不易进入煤层等问题，穿层钻孔难以覆盖整个回采工作面煤层，为此，需在工作面沿煤层倾向的中部底板或顶板开掘中抽巷7用于抽采工作面中部煤层瓦斯。但开掘岩石巷道工程量巨大、成本高、周期长，不利用矿井的“抽、采、掘”平衡及影响回采工作面正常接替，且对于超长回采工作面，开掘三条岩石巷道同样存在难以覆盖整个回采工作面煤层的问题，为此，又需开掘第四、第五条岩石抽采巷，工程量及成本投入进一步增大，严重影响煤矿企业的正常生产秩序。

通过定向钻机施工的定向钻孔可实现井下按设计轨迹定向钻进的功能，有效弥补常规回转钻机施孔的不足。从风巷抽采巷和机巷抽采巷内向回采工作面煤层施工定向钻孔可有效避免常规回转钻机见煤点及钻孔轨迹不可控、易串孔及不易进入煤层的问题，但对于松软煤层的定向钻孔施工，施工过程中易发生塌孔、卡钻、抱钻现象，进而引发埋钻、丢钻事故，由于定向钻进设备昂贵，一旦发生埋钻、丢钻事故，施工成本急剧攀升，给施钻单位造成较大损失，故需发明一种针对大采长回采工作面松软煤层的定向钻进与常规回转钻进相结合的瓦斯治理方法。

发明内容

本发明要解决是现有技术中长回采工作面的瓦斯治理工程量巨大、成本高、周期长，不利用矿井的“抽、采、掘”平衡及影响回采工作面正常接替的问题，为解决上述问题，本发明提供一种煤矿井下大采长工作面松软突出煤层瓦斯治理方法。

本发明的目的是以下述方式实现的：

一种煤矿井下大采长工作面松软突出煤层瓦斯治理方法，包含如下步骤：

第一步：定向钻机在煤层顶或底板岩石抽采巷道内进行钻孔，通过定向钻机驱动定向钻具按指定轨迹，从煤层顶或底板向回采煤层施工定向穿层钻孔；

第二步：当第一步中的定向穿层钻孔施工至进入煤层中后，退出定向穿层钻孔内的定向钻机的钻具，换用常规回转钻机驱动安装有水力冲孔专用设备和钻孔轨迹随钻测量设备的常规回转钻具下入定向穿层钻孔内，采用压风钻进方式在煤层中施工钻孔煤孔段，直至将钻孔施工至指定位置，并利用钻孔轨迹随钻测量设备测定煤孔段的钻孔轨迹；