[发明专利]一种低透气性煤层静态爆破增透瓦斯抽采方法

权利要求书

1. 一种低透气性煤层静态爆破增透瓦斯抽采方法，包括步骤一，筛选无声破碎剂：将常见的几种无声破碎剂8 h的拉应力分别与顶板的抗拉强度进行对比，初步筛选出可用于顶板顺层钻孔静态爆破的无声破碎剂；

步骤二，指定顶板顺层钻孔孔径：依据煤矿井下钻机设备型号及工况合理选择顶板顺层钻孔的孔径；

步骤三，改良无声破碎剂：步骤一筛选出的无声破碎剂在使用前需在地面模拟钻孔内进行静态爆破试验，模拟钻孔的孔径与指定的顶板顺层钻孔孔径相同，在静态爆破试验过程中若模拟钻孔内发生冲孔现象，则需在步骤一筛选出的无声破碎剂中加入减水剂进行改良，改良后的无声破碎剂方用于顶板顺层钻孔的静态爆破；

步骤四，施工顶板顺层钻孔：沿顶板施工3～5个顶板顺层钻孔，各个顶板顺层钻孔之间的间距为1～2 m，各个顶板顺层钻孔的长度均为150～200 m，各个顶板顺层钻孔的孔径均小于300 mm，各个顶板顺层钻孔的轴线均平行于煤层和顶板交界面且距煤层距离0.8～2.6m；其特征在于，还包括以下步骤：

步骤五，装药：顶板顺层钻孔完钻、清孔后，即向顶板顺层钻孔中装入步骤三中改良后的无声破碎剂，顶板顺层钻孔的全孔段装药；

步骤六，顶板顺层钻孔的静态爆破：在顶板顺层钻孔装药结束后，无声破碎剂开始水化反应，对顶板顺层钻孔的孔壁产生径向压应力和拉应力，当拉应力超过顶板岩石的抗拉强度时，顶板顺层钻孔周围产生裂缝并逐渐延伸至煤层和顶板的交界面，在顶板岩石中建立了瓦斯运移产出的通道；

步骤七，修复顶板顺层钻孔：顶板顺层钻孔装药结束24 h～48 h，无声破碎剂水化反应结束，水化反应残留物堵塞在顶板顺层钻孔内，使用瓦斯抽采钻孔水力作业机提供的高压水射流完成顶板顺层钻孔解堵、水力洗孔和冲孔修复操作，修复后的顶板钻孔作为抽采钻孔使用；

步骤八，顶板顺层钻孔的抽采：顶板顺层钻孔修复后直接封孔，抽采瓦斯时，将孔口套管连接抽采管路后联网抽采；

步骤九，本煤层顺层钻孔的施工与抽采：为加速煤层瓦斯向顶板顺层钻孔的运移，在煤层中施工一组本煤层顺层钻孔，本煤层顺层钻孔之间的间距为1～2 m，各个本煤层顺层钻孔的长度均为150～200 m，本煤层顺层钻孔的轴线平行于煤层和顶板的交界面，本煤层顺层钻孔的数量以布满煤巷掘进工作面为准；本煤层顺层钻孔完钻后直接封孔、联网抽采；

步骤十，递进掩护式掘进：在确定抽采达标后掘进100～150 m，留下50 m的保护段，实现递进掩护式掘进，最终实现低透气性煤层煤巷的快速掘进。

2.根据权利要求1所述的一种低透气性煤层静态爆破增透瓦斯抽采方法，其特征在于：步骤一中可用于顶板顺层钻孔静态爆破的无声破碎剂的拉应力的经验值是其膨胀压力的1/5～1/4。

3. 根据权利要求1所述的一种低透气性煤层静态爆破增透瓦斯抽采方法，其特征在于：步骤二中顶板顺层钻孔的孔径选择φ94 mm、φ113 mm、φ133 mm、φ153 mm、φ193 mm或φ250 mm。

4.根据权利要求1所述的一种低透气性煤层静态爆破增透瓦斯抽采方法，其特征在于：步骤三中减水剂的作用是延迟水化反应时间，减缓水化反应速度，减水剂为木质素磺酸钠盐减水剂、萘系高效减水剂、脂肪族高效减水剂、氨基高高效减水剂、聚羧酸高效减水剂中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种低透气性煤层静态爆破增透瓦斯抽采方法，其特征在于：步骤三中减水剂的加入量以在进行静态爆破试验时模拟钻孔内不发生冲孔现象为准。

6. 根据权利要求1所述的一种低透气性煤层静态爆破增透瓦斯抽采方法，其特征在于：步骤四中各个顶板顺层钻孔的轴线距煤层的距离与顶板顺层钻孔的孔径有关，顶板顺层钻孔的孔径为φ94 mm、φ113 mm、φ133 mm、φ153 mm、φ193 mm和φ250 mm时，顶板顺层钻孔的轴线距煤层的距离分别为0.8 m、0.9 m、1.1 m、1.2 m、1.5 m和2.2 m。