[发明专利]一种冲孔、爆破、注水相互耦合的煤层卸压防突方法

说明书

本发明公开一种冲孔、爆破、注水相互耦合的煤层卸压防突方法，首先在顶抽巷或底抽巷按常规方法施工一穿层钻孔，采用水力冲孔技术手段进行煤层卸压增透；然后采用爆破卸压方法对煤层进行卸压透防突，以转移煤层应力集中峰；最后使用不超过10MPa的压力水向注水孔内实施注水，直至无法继续向钻孔内注水或注水孔周围岩体渗水时停止注水，以增加煤体含水率。本方法通过冲孔‑爆破‑注水耦合在一起，相辅相成，因此可以增加煤体裂隙、减小煤巷周围瓦斯压力、提高煤体含水率、降低煤层瓦斯突出危险性，也减轻了只使用单种技术方法所带来的负面影响。

技术领域

本发明涉及一种煤层卸压方法，具体涉及一种冲孔、爆破、注水相互耦合的煤层卸压防突方法，属于瓦斯抽采技术领域。

背景技术

煤炭长期是我国主导能源，对我国经济社会发展起到了至关重要的作用，但我国煤矿地质条件极其复杂，其中，70％以上是高瓦斯矿井，随着煤矿开采深度的增加，地应力和瓦斯压力显著升高，极易造成煤与瓦斯突出事故，给煤矿的安全生产带来极大的威胁，因此，在煤炭开采过程中最大限度地降低煤层瓦斯含量，对于保障我国主导能源煤炭的安全开采具有极其重要的作用。

目前瓦斯抽采常用的卸压增透措施主要有深孔控制爆破、水力割缝、水力压裂、煤层注水等和水利冲孔等，深孔控制爆破是对具有冲击地压危险的局部区域，用爆破方法减缓其应力集中程度的一种解危措施，但是由于爆破过程中，在冲击波的自然发散状态下，煤体容易发生松动，导致爆破影响范围内的煤质疏松，脆性较大，容易在开采过程中发生冒顶片帮或煤与瓦斯突出事故；煤层注水在节理裂隙较为发育的软弱煤体中应用效果较好，对于节理裂隙不够发育的坚硬煤体，煤层注水达不到足够的卸压效果，而这种低渗透、高强度的坚硬煤层往往冲击危险性更高，发生冲击矿压灾害可能性更大；水力冲孔可以很好地释放突出潜能，减小或消除突出危险，但由于水力冲孔卸压增透措施一般是在岩柱的掩护下，施工钻孔后，采用中高水通过高效喷头冲击钻孔周围的煤体，冲出大量煤体和瓦斯，导致应力集中向冲孔周围移动，从而形成局部的应力集中区，当钻孔钻到该区域时容易发生卡钻、夹钻等现象，并在开采时具有一定的突出危险性。

发明内容

为了克服现有技术存在的各种不足，本发明提供一种冲孔、爆破、注水相互耦合的煤层卸压防突方法，消除现有技术中冲孔卸压技术或者爆破卸压技术或者注水卸压技术的各种不足，通过三种方法的相互耦合作用，消除单独一种卸压技术所带来的负面影响，增加各技术手段之间相互促进的关系，最大效率释放煤层突出潜能，减小或消除突出危险性，增大煤层渗透率，显著降低煤层瓦斯含量与瓦斯压力。

为了解决上述问题，本发明一种冲孔、爆破、注水相互耦合的煤层卸压防突方法，包括以下步骤：

a.在煤层顶抽巷或底抽巷中按常规方法施工穿层抽放钻孔，钻孔过程中钻屑量突然增高的部位为应力集中区，孔深为工作面斜长的2/3，钻孔要穿过整个煤层，钻孔施工完毕清理干净钻孔内残余碎屑；

b.在钻孔内进行水力冲孔，水压缓慢增加，推进速度均匀缓慢，利用钻头切割和压力水冲刷煤体并排出碎煤和瓦斯，并对冲孔完毕的钻孔进行瓦斯抽采；

c.瓦斯抽采完毕后，在原穿层钻孔处施工出爆破孔，并使其深度达到爆破标准；将炸药连同雷管或导爆索推入孔中，封孔后按照松爆常规方法对该穿层钻孔进行爆破；

d.爆破后进行瓦斯抽采工作，连续观测瓦斯抽采浓度的变化，当瓦斯抽采浓度降低到10％以下时，停止抽采；或爆破孔距离煤巷的掘进头之间的距离小于30m时，停止抽采；或爆破孔距离煤巷的掘进头的距离不足煤巷掘进2周时，停止抽采；

e.沿原穿层钻孔的轨迹套孔施工一个注水孔，或在爆破孔周围2m范围内施工一个平行于爆破孔的的注水孔，注水孔穿透煤层，并在岩层进行封孔；采用高压力水向注水孔内注水，安装水表测试并记录向注水孔内注入的水量、水压力和对应的时间，当无法继续向注水孔内注水或注水孔周围岩体渗水时，停止注水。