[发明专利]综合一体化瓦斯抽放方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿井的瓦斯抽放方法，具体为一种综合一体化瓦斯抽放方法。

背景技术

我国“富煤-贫油-少气”的能源构成短期内不可能改变，煤炭长期以来提供了我国70%-75%的能源，2009年煤炭产量达到了30.5亿吨，为国民经济的增长提供有力的保障。我国煤炭约95%为井工开采，几乎所有井工煤矿为瓦斯矿井，国有重点煤矿高瓦斯矿井占26.8%，煤与瓦斯突出矿井占17.6%。在煤矿各种事故中，瓦斯事故居首位，约占37%，一次死亡10人以上特大事故中瓦斯事故超过70%，一次死亡百人以上特别重大事故中，瓦斯事故超90%。瓦斯事故是造成煤矿群死群伤的主要因素，严重影响了煤矿的安全生产，给社会造成巨大的负面影响，同时也给遇难者的家庭带来致命性的打击，这和我国当前形势下建设和谐社会严重不协调。国家相关法规也明确指出防突工作要坚持“区域防突措施先行、局部防突措施补充”的原则。未采取区域综合防突措施的，严禁采掘活动，做到“不掘突出头，不采突出面”。区域防突工作面应当做到“多措并举，可保必保，应抽尽抽，效果达标”。

钻孔瓦斯抽采是治理瓦斯问题的主要措施，通过钻孔抽采煤层瓦斯，降低煤层瓦斯含量，消除突出危险性，消除瓦斯超限等危险，保证煤矿安全高效生产。此外抽放瓦斯，可以“变害为利，变废为宝，保护环境”，必须加大瓦斯抽放力度。煤层瓦斯以游离和吸附状态存在于煤岩体中，其中吸附瓦斯超过80%～90%，瓦斯要经历“解析－扩散－流动”的过程，才能被顺利抽放。但是在煤层埋藏较深，地应力大，透气性低的情况下，瓦斯抽放困难，致使现有的瓦斯抽放技术抽放率低，效果都不甚理想；另外，由于工作面初期不放煤，松散的煤体基本充填了采空区所有空间，煤体释放的大量瓦斯没有蕴藏空间，大量瓦斯集中由上隅角排向回风顺巷，造成上隅角、回风巷瓦斯频繁超限；还有综采在割煤期间因落煤强度大，相应的瓦斯涌出量也大幅度增加，极易造成上隅角瓦斯超限；这些不仅极大地制约了煤矿的安全生产，而且还严重威胁着作业人员的安全健康。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题，而提供了一种综合一体化瓦斯抽放方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种综合一体化瓦斯抽放方法，包括如下步骤：a）、煤层顶板高位裂隙钻孔抽放；b）、回风巷斜交高位钻孔抽放；c）、采空区上隅角埋管抽放；其中，所述的煤层顶板高位裂隙钻孔抽放具体为：在盘区巷上靠近回风巷下邦7～15米的范围内斜向上打若干钻孔，一直打到距煤层顶板15～20米的范围内时，将斜向打孔改成水平打孔，再一直打到采空区正上方的岩层裂隙带内，用以抽放由于采动所造成采空区上方岩层裂隙带内的瓦斯；所述的回风巷斜交高位钻孔抽放具体为：在回风巷的下邦上均布有若干个朝向工作面方向的斜向上的高位钻孔，且首个钻孔距工作面不大于10m，该斜交高位钻孔与回风巷下邦的夹角为20°～35°、仰角为15°～18°，钻孔长度为30～40米，用以抽放由于采动所造成工作面上方的卸压瓦斯；所述的采空区上隅角埋管抽放具体为：在回风巷采面设抽放主管路，在主管路负压始端连接带有4～8个分支管的段管路，各个分支管上连接铠装软管，将铠装软管呈发散状排列插入上隅角内，随着开采工作的进行，拆下一段主管路并移动铠装软管，如此反复，以抽放工作面上隅角的瓦斯。

进一步地，在所述的采空区上隅角埋管抽放中，在上隅角还设有挡风帘或挡风墙，铠装软管穿过挡风帘或挡风墙后插入上隅角内。挡风帘或挡风墙可以增加采空区的密闭性，减少因抽放造成工作面上隅角漏风，提高上隅角瓦斯抽放效果，拦截采空区瓦斯涌出。

上述各步骤抽采方法的抽采原理与现有的高位巷抽放原理相同。

以下对本发明方法的每个步骤进行具体的说明：

1、煤层顶板高位裂隙钻孔抽放

煤层开采时将引起上覆岩层移动与破断，并在上覆岩层中形成采动裂隙。采动裂隙按性质可分为2类，一类为离层裂隙，是随岩层下沉在不同岩性的底层之间出现的沿层裂隙，它可使煤层产生膨胀变形而使瓦斯卸压，并使卸压瓦斯沿离层裂隙流动。另一类为竖向破断裂隙，是随沿层下沉破断而形成的穿层裂隙，它构成了上下层之间的瓦斯通道。在综采面回采后，采空区上方四周距煤层顶板15～20米的范围内会形成一个环形的采动裂隙发育区，即“O”圈。在“O”圈上下方受采动的影响而使得煤层中涌出的瓦斯在浓度及压力梯度的作用下以扩散和渗流的形式向“O”圈内运移，因此，“O”圈即成为卸压瓦斯聚集和运移的主要通道。