[发明专利]一种矿山煤岩用煤层卸压增透的工艺

说明书

本发明所述的一种矿山煤岩用煤层卸压增透的工艺，在矿山煤岩的掘进工作面内施工钻孔，通过将机械切割与水力射流扩孔相结合的方法在矿山煤岩内构建洞穴，改善矿山煤岩的渗透性且提高瓦斯的抽采效率，利用机械切割来切削矿山煤岩的岩体，所述用来切割的机械上设置两组高压射流喷头喷射高压水，一组与用来切割的机械钻进方向垂直，另一组与用来切割的机械钻进方向反向平行。本发明所述的工艺可以适用于矿山煤岩中卸压增透、提高瓦斯抽采效率的施工工艺，机械刚形体切割综合高压水射流切割煤岩体扩孔，在此基础上通过高压水射流及其虹吸效应综合排渣，总体提高对煤岩体的切割破坏效率，实现高效扩孔。

技术领域

本发明属于煤矿瓦斯开采技术领域，具体为一种矿山煤岩用煤层卸压增透的工艺。

背景技术

我国含煤地层多以侏罗纪和石炭二叠纪为主，大多数煤层属于低透气性松软煤层，许多矿区发生多期隆起、拗陷、褶皱和断裂等活动，在构造挤压和剪切应力作用下地质条件异常复杂，在部分煤质较硬矿区也存在局部结构破坏而形成构造煤发育，表现为煤质松软、煤层渗透性差，原始煤体瓦斯抽采困难。我国含煤地层多以煤层群条件赋存，随着开采强度的增加逐年向深部延伸，进入深部开采后上下煤层逐渐都省级为高突煤层，失去保护层开采条件，深部高地应力和瓦斯压力致使煤岩动力和瓦斯灾害更加严重。

根据《防突规定》，对于高瓦斯与突出煤层，在开采前需要采取区域性瓦斯防治措施，降低煤层瓦斯含量消除其突出危险性，保护层开采和预抽煤层瓦斯是最经济有效的区域性瓦斯治理措施，不具备保护层开采条件的矿区或矿井必须选用底板或顶板岩巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯的区域防突措施，保证煤层掘进时的安全性。

在我国现有的煤炭资源中大部分为突出煤层，此类型的煤层在进行开采前，按照规定都是需对煤层进行瓦斯抽采处理来降低煤层中瓦斯的含量，以保证煤炭开采过程中的操作安全。在我国现行的瓦斯治理手段大部分以煤层抽采为主，而随着煤层开采深度的增加、煤层中的地应力逐步增大，瓦斯开采难度也会逐渐增大，从而造成煤炭资源开采成本的增加、难度增大。

想要提高瓦斯抽采效率，需要提高煤层的透性，大部分矿井为了提高煤层透性所采用的方法是卸压增透的方法。现有的卸压增透工艺主要包括煤层注水、水力压裂、水力切割、深孔爆破和酸液处理等措施。通过采用这些工艺对煤层卸压增透处理后，再进行瓦斯抽采的时候工作效率有显著的提高，但是这些工艺在实施过程中大多都存在着使用范围受限、操作复杂、附属设备过多、成本太高、施工周期过长或存在一定的安全问题等缺点。所以寻找一种适用范围更广、更高效、更安全的瓦斯抽采工艺，成为急需解决的问题。

根据现阶段煤层卸压增透工艺的使用情况来看，机械扩孔利用机械刚性结构在煤层中旋转实现对煤体的切割，特别在较硬煤层中效果显著。但在使用过程中需控制扩孔进度，不能产生太多煤渣，否则将导致大量煤渣存留在钻孔内无法排出，出现压钻、死钻等情况；水力射流利用高压水经高压射流喷头加速后以高能量冲击煤岩体来实现对煤岩的切割，但由于受到水压与高压射流喷头能力的影响，扩孔的范围很难进一步增加，并且在硬质煤岩中，水力射流并不能达到预期效果。

因此，找到一种解决上述问题的矿山煤岩用煤层卸压增透的工艺，显得尤为重要。

发明内容

为了解决传统瓦斯抽采存在使用范围受限、操作复杂、附属设备过多、成本太高、施工周期过长或存在一定的安全问题等缺点，本发明的目的是提出矿山煤岩用煤层卸压增透的工艺，通过将机械扩孔与水力射流扩孔相结合的新方法，提高卸压增透效果，达到提高瓦斯抽采效率的目的。

本发明为了解决上述问题所采取的技术方案为：

一种矿山煤岩用煤层卸压增透的工艺，在矿山煤岩的掘进工作面内施工钻孔，通过将机械切割与水力射流扩孔相结合的方法在矿山煤岩内构建洞穴，改善矿山煤岩的渗透性且提高瓦斯的抽采效率，利用机械切割来切削矿山煤岩的岩体，用来切割的机械上设置两组高压射流喷头喷射高压水，一组与用来切割的机械钻进方向垂直，另一组与用来切割的机械钻进方向反向平行。