[发明专利]大直径水平钻孔桥接采空区抽采瓦斯的装置及方法

说明书

本发明涉及一种大直径水平钻孔桥接采空区抽采瓦斯的装置及方法，属于煤矿瓦斯安全技术领域。该装置包括套管、蝶阀、三通和抽采管道；蝶阀安装在所述套管上，所述套管通过三通与抽采管道连接；套管置入到水平钻孔内部；所述水平钻孔施工在回采工作面的胶带运输顺槽与相邻工作面的进风槽之间的煤柱上，且穿透煤柱；抽采管道上安装流量、温度、瓦斯以及一氧化碳气体浓度测定装置，用于监测水平钻孔桥接采空区抽采瓦斯情况。本发明解决了偏“Y”型通风方式条件下的高强度回采工作面回风隅角瓦斯治理的难题，实现采空区瓦斯多个汇点、连续可控抽采，在有效控制隅角瓦斯涌出的同时，对采空区遗煤自燃进行实时监控。

技术领域

本发明属于煤矿安全技术领域，涉及大直径水平钻孔桥接采空区抽采瓦斯的装置及方法。

背景技术

采空区瓦斯抽采量的可调、可控及标识性气体的实时监测是有效控制采空区遗煤自燃，防止煤矿井下回采工作面上隅角瓦斯浓度超限的重要保障。目前，我国鄂尔多斯盆地东北缘的大多数高瓦斯矿井主采煤层属于二类自燃煤层，发火期为4～6个月。且煤层综采放顶煤回采工作面进风量一般为2000m³/min，回风风量约为1600m³/min，故，就该类矿井井下煤炭回采工作面而言，其瓦斯抽采所带来的采空区漏风，极可能导致采空区遗煤自燃，并且煤体自燃又成为瓦斯燃烧和瓦斯爆炸的引火源，不仅严重影响瓦斯安全抽采，而且还成为矿井生产的巨大危险源；反过来，在防治自燃过程中，所采取的采空区和煤体封堵，减少漏风，以及松散煤体灌注防灭火黄泥胶体形成隔离带等措施，均不利于采空区瓦斯抽采。因此，在采取防治煤层自燃措施中，充分考虑采空区瓦斯抽采对工作面瓦斯涌出强度的控制，在瓦斯抽采过程中，兼顾采空区漏风控制防治自燃火灾，成为同时存在瓦斯和自燃灾害矿井实现安全生产的关键难题。

有鉴于此，本发明针对我国鄂尔多斯盆地东缘二类自燃厚煤层高强度开采条件下的采空区瓦斯治理难题，提出采用大直径水平钻孔施工工艺，将大直径水平钻孔桥接采空区抽采瓦斯工艺应用于工作面上隅角瓦斯的治理，实现综放工作面回风侧多个汇点连续、可控抽采。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种大直径水平钻孔桥接采空区抽采瓦斯的装置及方法，用于解决偏“Y”型通风方式条件下的高强度回采工作面回风隅角瓦斯治理的难题，实现采空区瓦斯多个汇点、连续可控抽采，在有效控制隅角瓦斯涌出的同时，可对采空区遗煤自燃进行实时监控，实现了对矿井复合灾害的有效防控。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种大直径水平钻孔桥接采空区抽采瓦斯的装置，包括套管、蝶阀、三通和抽采管道；

所述蝶阀安装在所述套管上，所述套管通过三通与抽采管道连接；

所述套管置入到水平钻孔内部；所述水平钻孔施工在回采工作面的胶带运输顺槽与相邻工作面的进风槽之间的煤柱上，且穿透煤柱；

所述抽采管道上安装有流量、温度、瓦斯以及一氧化碳气体浓度测定装置，用于监测水平钻孔桥接采空区抽采瓦斯情况。

进一步，所述回采工作面的胶带运输顺槽与相邻工作面的进风槽之间的煤柱的长度为150～200m，煤柱的宽度为20m，煤柱间为贯通的联络巷道。

进一步，所述水平钻孔直径为113mm，钻孔的间距为5～10m，每个煤柱上施工14～19个大直径水平钻孔。

进一步，所述套管上缠绕有棉纱，所述棉纱上倒有一定量的聚氨酯混合溶液，待聚氨酯混合溶液反应、固化后，将水平钻孔内壁与套管粘连起来，形成密封体，用于隔绝空气的摄入。

进一步，适用于所述装置的大直径水平钻孔桥接采空区抽采瓦斯的方法，具体包括以下步骤：

S1：在回采工作面的胶带运输顺槽与相邻工作面的进风顺槽之间的煤柱上，施工大直径的水平钻孔；