[发明专利]巨厚坚硬煤层爆破卸压抽放瓦斯放顶煤采煤方法

说明书

本发明公开了一种巨厚坚硬煤层爆破卸压抽放瓦斯放顶煤采煤方法，属于放顶煤采煤技术领域，包括沿巨厚坚硬煤层底部布置放顶煤工作面，从放顶煤工作面运输巷和放顶煤工作面回风巷分别倾斜布置下联巷和上联巷通达巨厚坚硬煤层顶部，并沿巨厚坚硬煤层顶部间隔掘进一组平行布置的高位工艺巷，高位工艺巷间用一组间隔布置的联络巷贯通，联络巷中设置调节风窗控制通风，在高位工艺巷中布置高位瓦斯抽放管，在联络巷中布置钻场，利用钻场向下施工钻孔，在钻孔中布置液态二氧化碳爆破发生器，二氧化碳爆破发生器超前放顶煤工作面布置；本发明实现了工作面安全开采，生产效率高，采用液态二氧化碳爆破本质安全，并且有利于瓦斯向高位工艺巷运移抽放。

技术领域：

本发明涉及放顶煤采煤技术领域，尤其涉及巨厚坚硬煤层爆破卸压抽放瓦斯放顶煤采煤方法。

背景技术：

我国煤层地质条件复杂，放顶煤开采作为有一种高产高效开采技术得到一定范围的推广应用，但放顶煤采煤法煤炭采出率低、工作面瓦斯治理困难是影响其发展的制约因素，尤其在巨厚坚硬煤层条件下进行放顶煤开采时，问题尤为突出。

目前，国内学者提出的煤层增透和卸压的技术方法，主要包括炸药深孔预裂爆破、水力压裂、水力冲孔、水力掏槽、水力割缝等。由于部分增透技术和工艺方法有缺陷，很多技术措施的效果并不理想。

专利文献CN201610263144.5公开了一种基于二氧化碳爆破的弱化坚硬煤层放顶煤的方法，其采用二氧化碳爆破对坚硬顶煤进行弱化，使顶煤放出率比顶板致裂之前提高了20％～30％，但是其在两液压支架顶梁之间靠近煤壁的顶板处钻孔对工作面的生产影响较大。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种巨厚坚硬煤层爆破卸压抽放瓦斯放顶煤采煤方法，以解决上述问题。

为实现本发明的目的，采用的技术方案为：一种巨厚坚硬煤层爆破卸压抽放瓦斯放顶煤采煤方法，包括沿巨厚坚硬煤层底部布置放顶煤工作面，从放顶煤工作面运输巷和放顶煤工作面回风巷分别倾斜布置下联巷和上联巷通达巨厚坚硬煤层顶部，并沿巨厚坚硬煤层顶部间隔掘进一组平行布置的高位工艺巷，高位工艺巷间用一组间隔平行布置的联络巷贯通，联络巷中设置调节风窗控制通风，在高位工艺巷中布置高位瓦斯抽放管，在联络巷中布置钻场，利用钻场向下施工钻孔，在钻孔中布置液态二氧化碳爆破发生器，二氧化碳爆破发生器超前放顶煤工作面布置，放顶煤工作面采煤、二氧化碳爆破松动、高位瓦斯抽放三个工序平行作业。

进一步的，所述巨厚坚硬煤层厚度为9～25m，硬度系数为1.5＜f＜5.0。

进一步的，所述上联巷、下联巷沿煤层底部回采巷道倾斜25°通达所述高位工艺巷。

进一步的，所述高位工艺巷与放顶煤工作面回采巷道间距L1＝40m，高位工艺巷之间间距L2＝30m。

进一步的，所述高位瓦斯抽放管抽放端开孔，开孔部分长度L5＝12m+r，其中r为二氧化碳爆破扰动半径，高位瓦斯抽放管抽放端伸出煤壁距离L3＝12m。

进一步的，所述二氧化碳爆破发生器埋深等于其爆破扰动半径r，爆破超前工作面距离L4＝r，其中r为二氧化碳爆破扰动半径。

进一步的，二氧化碳爆破用量随采场具体环境而定，二氧化碳爆破用量b与爆破扰动半径r之间的函数关系式为r＝aln(cb+1)，其中a和c为常数，煤厚H与二氧化碳爆破扰动半径r及超前支撑应力破煤高度s之间的函数关系式为：