薄煤層綜採沿空留巷定向鑽進抽採臨近下煤層瓦斯的方法
2024-04-05 17:10:05
薄煤層綜採沿空留巷定向鑽進抽採臨近下煤層瓦斯的方法
【專利摘要】一種薄煤層綜採沿空留巷定向鑽進抽採臨近下煤層瓦斯的方法，對於薄煤層綜採工作面，通過沿空留巷的方式在留巷內進行定向鑽進抽採下臨近高瓦斯煤層的瓦斯。工作面沿空留巷的方式，可以緩解薄煤層開採過程中採掘比大、採掘接替緊張的情況，縮短工作面準備時間，減少半煤巖巷的掘進量，另一方面，在沿空留巷內鑽進定向鑽孔，定向鑽孔使得鑽孔大範圍布置在下煤層中，大大增加了鑽孔抽採煤層瓦斯面積，通過定向鑽孔的抽採減少了下臨近高瓦斯煤層中瓦斯含量，為下煤層安全高產高效開採提供條件。該方法解決了低透氣性高瓦斯煤層瓦斯抽採困難、薄煤層開採採掘比大、掘進率高、採掘接替緊張等問題。
【專利說明】薄煤層綜採沿空留巷定向鑽進抽採臨近下煤層瓦斯的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及的沿空留巷定向鑽孔抽採瓦斯的方法，尤其適用於薄煤層綜採過程中的沿空留巷定向鑽進卸壓後抽採鄰近低透氣性煤層瓦斯。
【背景技術】
[0002]薄煤層卸壓開採和定向抽採瓦斯技術是煤炭開採技術的一個重要課題，國內外許多專家學者對此做了許多的研究，取得了一些研究成果。薄煤層在我國的儲量約佔煤炭總儲量的20.4%左右，但現行對薄煤層的開採存在採掘比大、掘進率高、採掘接替緊張等問題。對於高瓦斯煤層，在開採前需對煤層瓦斯進行抽採處理確保在開採高瓦斯煤層時不出現安全隱患，對於高瓦斯煤層的瓦斯抽採，現行多在高瓦斯煤層頂板或底板中單獨布置一條抽採巷，在抽採巷中布置鑽孔抽採高瓦斯煤層中的瓦斯，由於該方法需要單獨布置一條巖石巷道，因此存在造價高、工藝複雜等問題。
【發明內容】
[0003]技術問題:本發明的目的是克服已有技術中存在的問題，提供一種簡單易行、效果好、經濟合理的薄煤層綜採沿空留巷定向鑽進抽採下臨近煤層瓦斯的方法。
[0004]技術方案:本發明的薄煤層綜採沿空留巷定向鑽進抽採下臨近煤層瓦斯的方法，包括如下步驟:
[0005]a.在薄煤層工作面開採過程中，通過沿空留巷的方式，將本煤層工作面運輸平巷作為下區段工作面迴風平巷；
[0006]b.隨著薄煤層工作面在滾筒採煤機割煤、刮板輸送機運煤、液壓支架支護頂板三個工序協同作用下的不斷開採，在距離薄煤層工作面後方不小於20m的沿空留巷內布置一個鑽場，並在鑽場內布設定向鑽機、泥漿泵、鑽孔測斜儀器以及輔助設備；
[0007]c.在沿空留巷內布置的鑽場內，利用鑽機向巷道底板傾斜鑽孔，並保證鑽孔傾角小於60°，鑽孔過程中利用清水作為衝洗介質；
[0008]d.當傾斜鑽孔鑽進至下煤層頂板位置處時，利用強制造斜器進行造斜鑽孔，當鑽孔造斜段鑽進至下煤層內軌跡改變為水平後，繼續水平鑽進鑽孔，直至設定長度，完成一個鑽孔的鑽進；
[0009]e.完成一個鑽孔的鑽進後，重複步驟c、d多次，鑽進多個鑽孔，直至完成該鑽場內的一組鑽孔；
[0010]f.安裝瓦斯抽採管路，對該鑽場內的一組鑽孔進行下煤層瓦斯的抽採，抽採的瓦斯通過鋪設在工作面運輸平巷內的瓦斯管道輸送到指定地點；
[0011]g.隨著薄煤層工作面不斷的推進，沿薄煤層工作面推進方向距離首個鑽場每隔15?30m布置一鑽場，重複步驟c、d、e、f，完成所有臨近下煤層的瓦斯抽採。
[0012]有益效果:本發明根據薄煤層臨近下煤層的具體情況，在薄煤層開採過程中通過沿空留巷的方式，預留區段運輸巷作為下區段工作面的迴風巷，同時在薄煤層工作面沿空留巷中布置鑽場，在鑽場內布置瓦斯抽採鑽孔定向鑽進，抽採經過卸壓後的臨近下煤層中的瓦斯，定向鑽進抽採臨近高瓦斯下煤層中經卸壓後處於游離狀態的瓦斯。通過定向鑽孔使得鑽孔大範圍布置在下煤層中，大大增加了抽採煤層瓦斯面積，通過定向鑽進抽採瓦斯能夠減少臨近下煤層的瓦斯含量，更有利於下煤層安全高效開採。通過沿空留巷的方式，一方面可以緩解薄煤層開採過程中半煤巖巷掘進慢、工作面接替緊張的問題，另一方面在沿空留巷內布置鑽場抽採下煤層瓦斯，不需要專門布置一條瓦斯抽採巷來完成抽採工作面，從而避免了施工工期長，投資大等問題，定向鑽進使得鑽孔大範圍布置在下煤層中，增大了鑽孔抽採煤層瓦斯面積。通過沿空留巷的方式可實現「一巷三用」的目的，留巷前作為開採工作面的運輸平巷，留巷後在巷道內布置鑽場鑽進定向鑽孔，回採工作面開採完成後，沿空留巷可作為下區段工作面迴風平巷。該方法綜合投資較低，具有廣泛的實用性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明的回採工作面生產及沿空留巷和定向鑽進平面布置圖；
[0014]圖2是本發明的垂直於工作面推進方向剖面圖。
[0015]圖中:1-工作面運輸平巷，2-下區段工作面，3-瓦斯管道，4-液壓支架，5-滾筒採煤機，6-刮板輸送機，7-沿空留巷，8-鑽場，9-傾斜鑽孔，10-鑽機，11-下臨近煤層。
【具體實施方式】
[0016]下面將結合附圖對本發明的一個實施例作進一步的描述:
[0017]本發明的薄煤層綜採沿空留巷定向鑽進抽採下臨近煤層瓦斯的方法，具體步驟如下:
[0018]a.在薄煤層工作面開採過程中，通過沿空留巷的方式，將本煤層工作面運輸平巷I作為下區段工作面2迴風平巷；
[0019]b.隨著薄煤層工作面在滾筒採煤機5割煤、刮板輸送機6運煤、液壓支架4支護頂板三個工序協同作用下的不斷開採，在距離薄煤層工作面後方不小於20m的沿空留巷7內布置一個鑽場8，並在鑽場內布設定向鑽機10、泥漿泵、鑽孔測斜儀器以及輔助設備；
[0020]c.在沿空留巷7內布置的鑽場8內，利用鑽機向巷道底板傾斜鑽孔9，並保證鑽孔傾角小於60° ,鑽孔過程中利用清水作為衝洗介質；
[0021]d.當傾斜鑽孔9鑽進至下煤層頂板位置處時，利用強制造斜器進行造斜鑽孔，當鑽孔造斜段鑽進至下臨近煤層11內軌跡改變為水平後，繼續水平鑽進鑽孔，直至設定長度，完成一個鑽孔的鑽進；
[0022]e.完成一個鑽孔的鑽進後，重複步驟c、d多次，鑽進多個鑽孔，直至完成該鑽場內的一組鑽孔；
[0023]f.安裝瓦斯抽採管路，對該鑽場內的一組鑽孔進行下煤層瓦斯的抽採，抽採的瓦斯通過鋪設在工作面運輸平巷I內的瓦斯管道3輸送到指定地點；
[0024]g.隨著薄煤層工作面不斷的推進，沿薄煤層工作面推進方向距離首個鑽場每隔15?30m布置一鑽場，重複步驟c、d、e、f，完成所有臨近下煤層14的瓦斯抽採。
【權利要求】
1.一種薄煤層綜採沿空留巷定向鑽進抽採臨近下煤層瓦斯的方法，其特徵在於，包括如下步驟: a.在薄煤層工作面開採過程中，通過沿空留巷的方式，將本煤層工作面運輸平巷(I)作為下區段工作面(2)迴風平巷； b.隨著薄煤層工作面在滾筒米煤機(5)割煤、刮板輸送機(6)運煤、液壓支架(4)支護頂板三個工序協同作用下的不斷開採，在距離薄煤層工作面後方不小於20m的沿空留巷(7)內布置一個鑽場(8)，並在鑽場內布設定向鑽機(10)、泥漿泵、鑽孔測斜儀器以及輔助設備； c.在沿空留巷(7)內布置的鑽場(8)內，利用鑽機向巷道底板傾斜鑽孔(9)，並保證鑽孔傾角小於60°，鑽孔過程中利用清水作為衝洗介質； d.當傾斜鑽孔(9)鑽進至下煤層頂板位置處時，利用強制造斜器進行造斜鑽孔，當鑽孔造斜段鑽進至下煤層(11)內軌跡改變為水平後，繼續水平鑽進鑽孔，直至設定長度，完成一個鑽孔的鑽進； e.完成一個鑽孔的鑽進後，重複步驟c、d多次，鑽進多個鑽孔，直至完成該鑽場內的一組鑽孔； f.安裝瓦斯抽採管路，對該鑽場內的一組鑽孔進行下煤層瓦斯的抽採，抽採的瓦斯通過鋪設在工作面運輸平巷(I)內的瓦斯管道(3)輸送到指定地點； g.隨著薄煤層工作面不斷的推進，沿薄煤層工作面推進方向距離首個鑽場每隔15?30m布置一鑽場，重複步驟c、d、e、f，完成所有臨近下煤層的瓦斯抽採。
【文檔編號】E21C41/18GK104047629SQ201410295227
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月25日 優先權日:2014年6月25日
【發明者】王方田, 宋啟, 張村, 張小剛, 白慶升 申請人:中國礦業大學