[发明专利]一种“一孔两用”瓦斯抽采钻孔布置方法

说明书

本发明属于煤矿井下瓦斯抽采领域，具体涉及一种“一孔两用”瓦斯抽采钻孔布置方法；在与回采工作面平行的采区回风巷中施工若干组梳状瓦斯抽采钻孔，若干组所述梳状瓦斯抽采钻孔覆盖整个回采工作面宽度；梳状瓦斯抽采钻孔的主孔终孔层位布置在煤层顶板裂隙带中上部，主孔内开分支孔向下穿越煤层，在回采工作面未进行回采时进行预抽煤层中的瓦斯，在回采工作面回采过程中，抽采采空区瓦斯，达到“一孔两用”的效果，采用本发明的钻孔布置方法，钻孔抽采周期大大延长，可以最大限度提高钻孔利用率。

技术领域

本发明属于煤矿井下瓦斯抽采领域，具体涉及一种“一孔两用”瓦斯抽采钻孔布置方法。

背景技术

随着煤矿机械化程度的不断提高，单日煤炭产量越来越高，陆续出现了上百个千万吨级矿井，随之而来的瓦斯问题也日益凸显，由于回采进度过快，瓦斯抽采时间不足，大量瓦斯进入采空区，上隅角瓦斯积聚的风险也越来越高，很多高瓦斯矿井不得不采取多巷通风的方式来解决上隅角瓦斯问题，同时还需要采取上隅角插管、采空区埋管、高位钻孔等方式治理上隅角瓦斯。

高位定向钻孔作为采空区瓦斯抽采的一种主要方式，得到广泛应用，随着千米定向钻机从国外引进，并在国内大量应用，高位定向钻孔由于钻孔有效抽采长、覆盖范围广、层位精准等优势，逐渐替代普通高位倾向钻孔。

对于高位定向钻孔来说，瓦斯抽采效果的好坏主要取决于钻孔层位的选取，层位过高，无法与顶板裂隙带导通，达不到抽采效果，层位过低，冒落带形成后，容易破坏钻孔完整性，抽采效果同样欠佳。一旦层位选择不好，数百米的钻孔成为废孔，消耗巨大的财力、物力和人力，上隅角瓦斯得不到有效解决，影响回采工作面的回采进度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有高位定向钻孔的不足，利用梳状钻孔的分支孔优势，贯穿多个层位，达到全时段瓦斯抽采效果。

本发明的上述技术问题主要通过下述技术方案得以解决的：一种“一孔两用”瓦斯抽采钻孔布置方法，在与回采工作面平行的采区回风巷中施工若干组梳状瓦斯抽采钻孔，若干组所述梳状瓦斯抽采钻孔覆盖整个回采工作面宽度；钻进所述梳状瓦斯抽采钻孔，包括以下步骤：

S1：主孔钻进；沿煤层走向施工高位定向长钻孔，垂直煤壁开孔，造斜进入目标层位后，走平，继续钻进主孔，至距切眼30-50m处终孔；

S2：在所述主孔内朝向煤层依次开钻若干个分支孔，分支孔依次贯穿裂隙带、冒落带、煤层；

S3：一组梳状瓦斯抽采钻孔施工完成后，使用封孔材料封孔，封孔段长度≥12m，抽采管连接抽采系统，进行下一组梳状瓦斯抽采钻孔施工。

进一步地，所述主孔的目标层位位于顶板裂隙带内，在5~10倍采高之间。

进一步地，若干个所述主孔的目标层位呈拱形，回采工作面中部主孔层位高，回采工作面两侧主孔层位低，相邻的主孔之间的层位落差在1-2m之间。

进一步地，所述主孔的开孔位置距离底板1.5m以上，倾角15°以上。

进一步地，在所述回风巷中，横向每隔10米布置一个主孔。

进一步地，在所述主孔上间隔30~50m开一个分支孔。

进一步地，步骤S2中：所述分支孔开孔为前进式开分支，钻进一段30~50m的主孔，向煤层中开一个分支孔，分支孔钻到位后，钻头退回至主孔内，继续钻进主孔，主孔继续钻进30~50m，开下一个分支孔，直至主孔终孔，退钻。

进一步地，步骤S2中：所述分支孔开孔为后退式开分支，完成主孔钻进后，在退钻过程中，每隔30~50m向煤层中开一个分支孔，分支孔钻到位后，继续在主孔中退钻30~50m，开下一个分支孔，直至完成所有分支孔，退钻。

与现有技术相比，本发明的优势在于：