[发明专利]一种穿层钻孔间隔注水促进瓦斯抽采与工作面降尘的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种穿层钻孔间隔注水促进瓦斯抽采与工作面降尘的方法，适用于需要 同时兼顾煤层瓦斯抽采与工作面降尘的高瓦斯矿井或煤与瓦斯突出矿井。

背景技术

对于高瓦斯矿井或煤与瓦斯突出矿井，按照有关煤层瓦斯灾害防治的法律法规的要 求，必须对煤层瓦斯进行一定时间的预抽，以降低煤层的瓦斯含量，保障采煤工作面的 安全开采。其中，在工作面开采之前，在煤层内布置大量钻孔预抽煤层瓦斯是高瓦斯矿 井或煤与瓦斯突出矿井防治瓦斯灾害的有效方法之一。

然而，一些高瓦斯矿井采用综放开采方法进行采煤，采煤工作面在生产过程中存在 工作面空间和回风巷煤尘污染的问题，这不仅会给煤矿的安全生产造成威胁，也会对工 作面作业职工的身体健康造成损害，因此，矿井必须采取有效措施降低工作面空间及回 风巷的煤尘污染，改善工作面采煤职工的工作环境。通过在煤层内布置钻孔进行煤层注 水湿润煤体是降低工作空间煤尘污染的有效措施。但是，在工作面开采之前，煤层透气 性低，煤层注水速度较慢，因此需要提前在煤层中布置钻孔进行注水。然而，对于这些 高瓦斯矿井而言，工作面煤层内已布置了大量瓦斯抽采钻孔，且瓦斯抽采工作需要持续 工作面整个开采过程，因此，造成了煤层注水在时间上和空间上无法实现。

由此可见，对于高瓦斯工作面而言，在实际生产过程中，如果工作面进行煤层注水 降尘，工作面将不能预先抽采本煤层瓦斯，存在煤层瓦斯抽采与煤层注水降尘的矛盾。 因此，如何在时间上和空间上同时兼顾工作面的瓦斯抽采与煤层注水降尘，就成为了高 瓦斯矿井煤层开采过程中急需解决的重大技术难题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种穿层钻孔间隔注水促 进瓦斯抽采与工作面降尘的方法，消除煤体内原生煤尘的飞扬能力，降低煤尘的产生量， 促进工作面降尘，解决高瓦斯工作面超前卸压瓦斯抽采与煤层注水降尘不能同时兼顾的 两难问题，既实现了工作面超前卸压瓦斯的抽采，又实现了工作面有效降尘的目标。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种穿层钻孔间隔注水促进瓦斯抽采与工作面降尘的方法，在采煤工作面超前支承 压力的影响范围内，间隔选取底板岩巷的部分瓦斯抽采钻孔进行高压注水，利用高压水 对煤层瓦斯的驱替作用和采煤工作面超前支承压力卸压段煤层瓦斯的卸压增流效应，促 使与注水钻孔邻近的瓦斯抽采钻孔强化抽采超前卸压瓦斯；并利用煤工作面超前支承压 力的影响范围内煤体裂隙比较发育的特征使得高压水充分渗入煤体，消除煤体内原生煤 尘的飞扬能力，降低煤尘的产生量，促进工作面降尘，解决高瓦斯工作面超前卸压瓦斯 抽采与煤层注水降尘不能同时兼顾的两难问题，既实现了工作面超前卸压瓦斯的抽采， 又实现了工作面有效降尘的目标。该方法具体包括如下步骤：

(1)根据煤矿实际情况，按照规章制度设计布置采煤工作面及生产系统；

(2)根据采煤工作面的开采技术条件，确定底板岩巷相邻两个穿层钻孔的终孔间 距D(一般3～5m)；然后在底板岩巷内距离工作面煤壁D1(一般3～5m)距离开始，沿 采煤工作面走向方向向煤层施工若干组穿层钻孔，穿层钻孔垂直于采煤工作面和底板岩 巷的走向方向；同时布置瓦斯抽采管路，并使得瓦斯抽采管路与矿井瓦斯抽采总管路相 连，连接穿层钻孔与瓦斯抽采管路，并对煤层瓦斯进行预抽；

(3)采用现场实测或数值模拟的方法，获得采煤工作面开采后煤体支承压力的分 布规律，确定采煤工作面超前支承压力的影响范围L；同时在底板岩巷内布置高压注水 系统，并使得高压注水系统与矿井给水总系统相连；

(4)在采煤工作面超前支承压力的影响范围L内，沿采煤工作面走向方向间隔选 择出穿层钻孔作为注水钻孔，解除注水钻孔与瓦斯抽采管路的连接，而将注水钻孔与高 压注水系统相连；根据采煤工作面煤体软硬程度和采煤工作面超前支承压力大小确定高 压注水系统的注水压力(一般4～10MPa)；

(5)将在采煤工作面超前支承压力的影响范围L内未选作注水钻孔的穿层钻孔作 为采煤工作面超前卸压瓦斯的强化瓦斯抽采钻孔，将在采煤工作面超前支承压力的影响 范围L外的穿层钻孔作为普通瓦斯抽采钻孔，将强化瓦斯抽采钻孔和普通瓦斯抽采钻孔 统称为瓦斯抽采钻孔，保持瓦斯抽采钻孔与瓦斯抽采管路的连接；