[发明专利]一种底板巷水力采煤工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种构造软煤的采出工艺，是一种通过底板岩巷钻孔用高压水枪落煤、用大流量低压水枪喷水将落煤混合为煤水浆，并由排水孔内排水软管排出的采煤方法。

背景技术

根据以国家煤炭安全监察网通报数据所做统计，从2009年到2011年，煤与瓦斯突出事故在瓦斯事故中所占的事故数量比例为32.8％、41.5％、46.0％，死亡人数比例为41.2％、52.0％、57.9％，而且绝大部分为重特大事故，造成了非常不利的社会影响，引起了党和政府的高度关注。因此，煤与瓦斯突出防治，对于保障从业人员生命安全、促进煤炭行业发展，改善煤炭行业形象，都具有重要意义。

煤与瓦斯突出多发生在构造煤发育的地方。构造煤即为煤体原始结构遭受构造作用破坏的煤，根据破坏程度不同，分为碎裂煤、碎粒煤和碎粉煤。构造煤空隙较多、镜面发育、层理紊乱、结构破碎，在高应力压密作用下渗透性极低，而在原岩应力区渗透性较高，为煤与瓦斯突出创造了有利条件。目前，主要采取开采解放层等区域防突措施及本煤层抽放等局部防突措施来预防煤与瓦斯突出，但由于构造煤钻孔困难、成孔成缝性差，煤层瓦斯抽放效果差、困难大、耗时耗力，严重制约采掘接替关系，本煤层抽放瓦斯易于诱发煤与瓦斯突出，造成人员伤亡。

在构造煤层中掘进煤巷，不仅遇到抽放瓦斯防治煤与瓦斯突出的困难，由于煤层软，也常遇到煤壁易于片帮、支护困难的问题；由于煤壁易于片帮，在煤层回采时也难以采用现代化综采工艺，常采用较为落后的炮采工艺或风镐、手镐方式落煤，生产水平低。由于煤体破碎，落煤运输等工艺中也存在煤尘浓度严重超标，重则引发瓦斯煤尘爆炸，轻则引起从业人员尘肺病等职业病。

发明内容

针对以上现有技术中存在的不足，本发明提出了一种针对构造软煤的底板岩巷钻孔水力采煤工艺。该工艺相对本煤层长壁回采工作面来说，设备及工艺简单、投入小、无煤与瓦斯突出危险和瓦斯煤尘爆炸危险、不用进行解放层开采及本煤层瓦斯抽采。

本发明提供一种构造软煤底板岩巷钻孔水力采煤工艺。先在煤层底板较近距离选择强度较高岩层，掘进岩巷，然后沿岩巷顶板向上打一组(至少两个)钻孔，一个或两个钻孔为进水孔，其他钻孔为排水孔。进水孔中安装高压水枪和大流量低压水枪，高压水枪通过水力切割落煤，大流量低压水枪喷水将落煤制成煤水浆；高压水枪和大流量低压水枪由不同压力管道供液，大流量低压水枪所用水源可根据需要加入掺料，提高煤体的悬浮能力，便于粉煤的搬运输出。在排水孔中安装排水软管，可以将煤水浆排出，引入专门的煤水浆输送管道。进水和排水两类钻孔都需要安装密封塞，避免正常施工时煤水直接进入巷道空间，污染巷道环境。高压及低压供水管道和煤水浆输送管道布置于巷道底板上，并根据进水孔和排水孔位置安装多个三通接头。高压水枪、大流量低压水枪及排水软管均无发火火源，不会引起工作面瓦斯爆炸事故的发生。

煤水浆输送管道中实际为粉煤、水和瓦斯的三相流体。排水管道中瓦斯气体，可在煤水浆输送管道接入专门瓦斯输送管道，由专门瓦斯输送管道排至地面。接入瓦斯输送管道的三通阀前后一定长度的管道直径要大于其他部分管道的直径，使煤水浆流速降低且为瓦斯气体从煤水中释放创造空间。在井下设置煤水分离处，筛分出的块煤由矿车或皮带运至井底车场，而后通过箕斗等设施提至地面；小颗粒煤水则由煤水泵提至地面，在地面进行煤水分离。

一组钻孔的采煤范围由高压水枪落煤范围及大流量低压水枪的运煤范围确定，市场上大流量低压水枪射程可达接近百米，意味着每一对钻孔可回采最大直径接近200米圆周范围内的构造软煤。考虑煤层具体赋存状态的改变及顶底板高度对水枪喷水抛物状迹线的限制，一对钻孔的回采范围将有所减少。但相对一组钻孔工程量来说，仍较为经济。对于赋存稳定煤层，各组钻孔可等间距设定，呈矩形分布，或以一组钻孔的进水孔为圆心，其他相邻各组钻孔的进水孔位于该圆周上。相邻各组钻孔间排距设置略大于单组钻孔的实际回采半径的两倍。

回采区域范围较大时，可能会出现顶板垮落下沉。因此应对水枪进行适当防护，使顶板垮落下沉对水枪造成的损坏较小。出现顶板明显下沉或垮落后，撤出水枪，封闭进水孔；但保留排水孔，可排出相邻进水孔的喷射水，进一步清洗散落粉煤；当煤水浆含煤量较少时，撤出排水管，封闭排水孔。通过合理设置回采顺序，保留未回采间隔煤柱可起到支撑顶板的作用，防止顶板大幅垮落下沉。各组钻孔可同时回采，也可顺序回采或跳采。主要工作面回采结束后，用同样方式进行间隔煤柱的回收。

附图说明

图1是实现本发明一种构造软煤底板岩巷钻孔水力采煤工艺竖向剖面示意图。