[发明专利]一种递进掩护式瓦斯卸压抽采方法

说明书

一种递进掩护式瓦斯卸压抽采方法，尤其适用于穿层钻孔对松软高突煤层中煤巷条带瓦斯的卸压消突抽采。从底板巷向上方煤巷两侧的煤层递进施工穿层掩护钻孔，针对高瓦斯突出煤层由于具有较强的突出倾向性，直接通过钻孔施工卸压增透措施，会对原始煤体产生剧烈扰动，诱发喷孔的现象，建立了底板穿层条件下普通钻孔和冲割钻孔的耦合模式，将钻孔划分为隔断孔、掩护孔和卸压孔。通过合理布置普通穿层钻孔和“钻‑冲‑割”耦合卸压钻孔，提高区域煤体的瓦斯抽采效果，避免出现消突空白带和喷孔现象，显著提升了钻孔施工速度和瓦斯抽采效果，该技术对不同赋存状态的煤层均具有良好的适应性。

技术领域

本发明涉及一种递进掩护式瓦斯卸压抽采方法，尤其适用于当瓦斯压力达到2.0MPa或者打钻期间发生动力现象的煤层区域，属高瓦斯突出的煤层开采技术领域。

背景技术

我国高瓦斯突出的煤层具有微孔隙、低渗透、高吸附的特点，使得采前瓦斯预抽难、瓦斯预抽效果差，因此必须采取专门的措施来增加煤层透气性，提高瓦斯抽采率。水力割缝、水力冲孔等水力化措施是目前主要的卸压增透方法，通过在钻孔内破坏煤体，形成卸压空间，使得周围煤体渗透率提高。但是，由于煤层赋存复杂多变，煤体结构软硬不均，对于不同的瓦斯地层，各种方法的应用效果也不同，单一的水利化方法难以满足区域内不同条件煤体的治理要求。为了解决这一系列问题，有效的减少高瓦斯突出煤层中穿层钻孔的喷孔、堵孔现象，本发明提出一种递进掩护式瓦斯卸压抽采方法，实现区域煤体的整体卸压增透，减少预抽钻孔数量和长度，提高了煤层瓦斯预抽率。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种安全、高效、经济，能有效解决现有钻孔卸压增透技术适用性较差的问题，结合水力冲孔与水力割缝的技术优势，建立底板穿层条件下普通钻孔和“钻-冲-割”钻孔的耦合模式，将钻孔划分为隔断孔、掩护孔和卸压孔，通过优化分析钻孔施工的先后顺序及其空间位置，增加了穿层钻孔的影响范围和卸压效果，从而实现区域瓦斯的高效抽采。

技术方案：本发明的递进掩护瓦斯卸压抽采方法，包括如下步骤：

a.从底板巷向上方煤巷两侧的煤层施工穿层上隔断孔和下隔断孔；

b.对上隔断孔和下隔断孔进行瓦斯预抽采，上隔断孔抽采瓦斯隔断煤巷上帮瓦斯向煤巷运移，下隔断孔抽采瓦斯隔断煤巷下帮瓦斯向煤巷运移；

c.在上隔断孔和下隔断孔之间，从底板巷向上方的煤层间隔施工多个穿层掩护孔进行瓦斯预先抽采，降低煤层中的瓦斯含量和压力，防止喷孔发生；

d.预抽一段时间后，煤层中的瓦斯含量和压力逐渐降低，当煤层瓦斯压力趋于稳定后，在多个穿层掩护孔的掩护下施工多个穿层卸压钻孔，采用“钻-冲-割”一体化作业方法，使穿层卸压钻孔内产生大量卸压空间，在煤层中形成裂隙网络，从而使煤层瓦斯大量解吸流动，在煤巷掘进区域以及煤巷条带内实现卸压；

e.煤巷条带区域实现卸压后，煤层的有效应力降低，渗透率增大，再从底板巷向上方的煤巷两侧附近的煤层施工多个穿层强化抽采孔，对预抽区域进行强化瓦斯抽采，进一步降低瓦斯压力和含量；

f.重复步骤a-e多次，完成多组递进掩护瓦斯卸压钻孔，钻孔组组间距b为6m，有利于孔间相互耦合实现对煤体均匀卸压，实现高瓦斯突出煤层的煤巷条带区域的整体卸压消突。

所述的上隔断孔和下隔断孔各至少为2个，上隔断孔之间的孔间距和上隔断孔之间的孔间距分别为2.5-3.5m。

所述的多个穿层掩护孔为2-4个,孔间距a为2.5-3.5m。

所述的多个穿层卸压钻孔为2-4个,孔间距a为2.5-3.5m。

所述的多个穿层强化抽采孔至少有2个,孔间距a为2.5-3.5m。

如果煤巷条带区域内有断层、或构造煤的特殊地质构造时，可增加穿层卸压钻孔的数量，保证区域煤体整体卸压。