[发明专利]一种高瓦斯极松软煤层瓦斯抽采钻孔的施工方法

说明书

本发明公开了一种高瓦斯极松软煤层瓦斯抽采钻孔的施工方法，先在开设大钻孔内塞入环形气囊，接着换上小钻头继续钻进；当发生喷孔现象时，对环形气囊进行充气，使其分别与中空钻杆和大钻孔的孔壁压紧接触并产生摩擦力；此时瓦斯抽排装置通过抽排管与中空钻杆连接开始抽采，使瓦斯及部分粒径较小的煤粉会通过气孔进入中空钻杆并到达煤粉过滤室，筛网对瓦斯与煤粉进行分离，煤粉被留在煤粉过滤室内，而瓦斯到达瓦斯抽排装置被抽排到指定位置收集；持续抽采直至消除喷孔现象。在发生喷孔现象时，对钻孔进行封堵防止瓦斯及煤粉从钻孔中喷出到巷道内，然后对钻孔内的瓦斯及煤粉进行分离抽采，直至消除喷孔现象，从而保证巷道内施工设备及人员的安全性。

技术领域

本发明涉及一种瓦斯抽采钻孔的施工方法，具体是一种高瓦斯极松软煤层瓦斯抽采钻孔的施工方法。

背景技术

我国煤炭资源丰富，作为我国主要能源使用，在能源结构体系中占据重要位置。在煤炭开采过程中，可能会发生瓦斯突出事故，需要对即将开采的区域进行有效的卸压，待即将开采的区域条件符合要求时，才能布置工作面，进行回采工作。当前，我国普遍采用开采保护层或瓦斯抽采的方法来治理矿井瓦斯灾害。在高瓦斯极松软煤层瓦斯治理中，瓦斯抽采是煤层卸压最有效和可行的技术手段，不但能够有效降低待开采区域的煤层瓦斯压力，还能够抽采得到较高浓度的瓦斯，实现瓦斯的资源化利用，将瓦斯变成一种可利用的清洁能源。然而其煤层硬度太低，极易形成粉末状，在高瓦斯压力的作用下，钻头一见煤就会发生瓦斯喷孔甚至突出事故，所以顺层钻孔技术并不适用于高瓦斯极松软煤层，而要采用底板巷穿层钻孔的施工方法，当钻头穿过整个煤层，进入顶板不小于0.5m时，停止施工，进行封孔，同时连接抽采系统，进行瓦斯抽采。

在高瓦斯极松软煤层穿层钻孔施工过程中，当钻孔从岩层揭露到煤层时，会发生喷孔现象，导致巷道中局部区域瓦斯浓度异常升高，严重时喷出的煤粉会掩埋机器，造成矿井大面积停工，因此，要想实现高瓦斯极松软煤层穿层钻孔顺利施工，就必须解决钻孔揭煤即喷的问题。目前，国内已经提出相关的技术及装置来解决喷孔问题，如专利号CN201510923415.0的发明，通过防喷孔装置将喷出的煤与瓦斯进行集中收集，并通过负压将煤与瓦斯进行分离，但是其只适用于煤与瓦斯喷出量较小的钻孔，由于高瓦斯极松软煤层的煤质松软，在发生喷孔时喷出的瓦斯及煤粉量大，如在某煤矿调查发现，当钻孔直径为87mm时，其喷出粉煤量能达到80吨，因此现有的装置难以及时处理，从而会对施工设备及人员的安全性造成影响。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种高瓦斯极松软煤层瓦斯抽采钻孔的施工方法，在钻进到煤层发生喷孔现象时，能立即对钻孔进行封堵防止瓦斯及煤粉从钻孔中喷出到巷道内，然后对钻孔内的瓦斯及煤粉进行分离抽采，直至消除喷孔现象，从而保证巷道内施工设备及人员的安全性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高瓦斯极松软煤层瓦斯抽采钻孔的施工方法，该方法的具体步骤为：

A、探测钻孔位置与煤层之间的岩层厚度及扩孔：通过已知的勘探方法对所需钻孔的岩壁(即底抽巷道的岩壁)与煤层之间的岩层厚度进行探测；在中空钻杆端部安装Φ132mm的钻头Ⅰ，用钻头Ⅰ在岩壁上开出一个深度为1m的大钻孔，然后退出钻头Ⅰ，将环形气囊塞入大钻孔内，并通过O型环使环形气囊沿大钻孔的孔壁环形布置，所述中空钻杆的圆周面开设多个气孔；

B、瓦斯抽采钻孔的钻进：将钻头Ⅰ从中空钻杆端部拆下并安装Φ87mm的钻头Ⅱ，将钻头Ⅱ穿过环形气囊中部形成的通孔，然后沿着大钻孔的方向继续进行钻孔施工，在钻孔过程中根据步骤A探测的岩层厚度和钻孔中流出的水煤渣颜色分辨钻头Ⅱ是否已经穿过岩层进入煤层，当钻头Ⅱ进入煤层后并发生喷孔现象时，立即停止钻头Ⅱ的钻进；