[发明专利]一种治理综放工作面初采期瓦斯涌出的方法及其施工方法

说明书

本发明涉及一种治理综放工作面初采期瓦斯涌出的方法及其施工方法，属于瓦斯抽采技术领域，采用倾斜钻孔连通高抽巷和煤层顶板冒落带，利用倾斜钻孔抽采瓦斯，倾斜钻孔的确定包括以下步骤：S₁确定倾斜钻孔的开孔位置：沿竖直方向，位于回采工作面上方距煤层顶板距离为h_k；沿水平方向，距工作面的切巷距离为b_k，距工作面的回风巷距离为d_k；S₂确定倾斜钻孔的终孔位置：沿竖直方向，位于冒落带内距煤层顶板距离为h_z；沿水平方向，位于工作面的回风巷上隅角正上方，距工作面的切巷距离为b_z；S₃确定倾斜钻孔的直径：根据现场施工条件和瓦斯抽采效果确定倾斜钻孔直径。本发明不仅解决了工作面开采初期瓦斯超限的问题，而且降低了工程成本。

技术领域

本发明属于瓦斯抽采技术领域，涉及一种治理综放工作面初采期瓦斯涌出的方法及其施工方法，尤其适用于综采放顶煤工作面初采期间瓦斯超限严重的高瓦斯及突出矿井。

背景技术

煤矿在采用综采放顶煤采煤方法开采厚煤层时，开采初期上覆邻近煤层及采落煤释放大量瓦斯涌入采掘空间，造成瓦斯超限等事故。其瓦斯涌出原理为工作面回采以后，上覆岩层产生移动和变形破坏，上邻近层内的瓦斯将被卸压，根据卸压瓦斯的解吸和运移特征，可将采空区上覆煤岩层划分为冒落带、裂隙带和弯曲下沉带。在工作面初采期阶段，随着老顶初次破断，大量邻近层卸压瓦斯将涌入工作面，造成工作面瓦斯超限。

目前，有关综放工作面回采期间瓦斯涌出治理方法主要为抽采邻近层瓦斯。邻近层瓦斯抽采的技术以走向高抽巷抽采技术为主。在工作面初采期，由于覆岩裂隙刚刚开始向上发育，煤层开采后的顶板覆岩裂隙与高抽巷贯通之前高抽巷抽采不到邻近层卸压释放出来的瓦斯，高抽巷抽采效果非常有限。因此，一些矿区发明了施工伪倾斜后高抽巷的方法治理综放面初采期瓦斯涌出的方法。伪倾斜后高抽巷的掘进方法为：在工作面上隅角回风巷处向上起坡，沿工作面切巷落山帮以里的回风巷开口，沿一定角度(一般为40°)上坡，掘进一条小断面伪倾斜巷与走向高抽巷尾部相连，使工作面上覆近距离邻近层瓦斯在高抽巷的负压作用下抽出。但伪倾斜后高抽巷在施工时存在以下诸多困难：巷道一般施工坡度在38°以上，施工难度大，安全系数低，且工程造价较高。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种治理综放工作面初采期瓦斯涌出的方法及其施工方法，解决煤矿工作面初采期大量瓦斯涌向采掘空间所导致的瓦斯超限问题，降低工程成本。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种治理综放工作面初采期瓦斯涌出的方法，采用倾斜钻孔连通高抽巷和煤层顶板冒落带，利用倾斜钻孔抽采瓦斯，倾斜钻孔的确定包括以下步骤：

S₁确定倾斜钻孔的开孔位置：沿竖直方向，位于回采工作面上方距煤层顶板距离为h_k；沿水平方向，距工作面的切巷距离为b_k，距工作面的回风巷距离为d_k；

S₂确定倾斜钻孔的终孔位置：沿竖直方向，位于冒落带内距煤层顶板距离为h_z；沿水平方向，位于工作面的回风巷上隅角正上方，距工作面的切巷距离为b_z；

S₃确定倾斜钻孔的直径：根据现场施工条件和瓦斯抽采效果确定倾斜钻孔直径。

可选地，根据“O型圈”理论，确定h_k：

其中，

h_k—倾斜钻孔的开孔位置距煤层顶板距离，m；

∑m—煤层累计开采厚度，m。