[发明专利]一种松软含瓦斯煤层煤巷条带保障煤巷掘进的方法

说明书

本发明公开了一种松软含瓦斯煤层煤巷条带保障煤巷掘进的方法，进行地质调查，确保煤层的厚度不超过四米，在煤矿大功率定向钻机上安装扩孔钻具，确保能实施顶板岩层与煤层结合处的钻孔与底板岩层与煤层结合处的钻孔；在煤层底板抽放巷中先施工穿过底板岩层、通过钻孔造斜导入段进入底部煤岩层结合处施工长钻孔，后施工穿过煤层的穿层钻孔，通过钻孔造斜导入段进入顶部煤岩层结合处施工长钻孔。本发明的有益效果为：可以消除松软煤层巷道掘进时的瓦斯膨胀能，降低掘进过程中的瓦斯涌出量，达到了保障煤层巷道安全、快速掘进的目的。

技术领域

本发明属于瓦斯治理的技术领域，具体涉及一种松软含瓦斯煤层煤巷条带保障煤巷掘进的方法。

背景技术

我国是世界上煤炭开采过程中瓦斯灾害最严重的国家之一，埋深2000m以浅的资源量在36.8万亿m³，其中在松软、瓦斯含量较高的煤层区实施瓦斯治理非常困难，严重影响了煤层巷道的开拓掘进速度，使得松软含瓦斯煤层采掘失调现象非常普遍。目前瓦斯治理的各种压裂，深孔爆破等；但是在松软含瓦斯煤层中钻孔施工困难，表现为打钻过程喷孔、卡钻、顶钻现象严重，即使暂时完成了瓦斯治理钻孔的施工，很快出现煤层瓦斯治理钻孔塌孔、堵孔的现象，使得瓦斯治理的“战场”消失，治理空间和时间非常局促，根本不能有效实施瓦斯治理，最终形成煤层巷道无法掘进，造成采掘失调，无法形成开采煤炭的回采工作面，影响了煤炭企业的可持续发展。因此，在松软含瓦斯煤层中有效实施瓦斯治理钻孔，并能保证施工完成的瓦斯治理钻孔成孔好、不塌孔，为瓦斯治理提供可靠、稳定的时间和空间，保证松软含瓦斯煤层煤层巷道及时、安全掘进，实现煤矿企业可持续发展。

发明内容

本发明提供一种松软含瓦斯煤层煤巷条带保障煤巷掘进的方法，可以消除松软煤层巷道掘进时的瓦斯膨胀能，降低掘进过程中的瓦斯涌出量，达到了保障煤层巷道安全、快速掘进的目的。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案，一种松软含瓦斯煤层煤巷条带保障煤巷掘进的方法，具体步骤为：

S1、进行地质调查，确保煤层的厚度不超过4m，将煤矿大功率定向钻机上安装大直径钻具和扩孔钻具，煤矿大功率定向钻机放置在底板抽放巷，确保能实施顶板岩层与煤层结合处的钻孔、底板岩层与煤层结合处的钻孔；

S2、在煤层底板抽放巷中先后施工穿过底板岩层和煤层的穿层钻孔，通过钻孔造斜导入段进入底部煤岩层结合处的，然后用同样的步骤施工钻孔造斜导入段到达顶部煤岩层结合处；

S3、分别施工顶板岩层与煤层结合处的钻孔、底板岩层与煤层结合处的钻孔的主体阶段，钻孔轨迹保持在煤岩结合层处钻进，以顶板岩层与煤层结合处的钻孔为例，钻孔上部二分之一为岩层，钻孔下部二分之一为煤层，底板岩层与煤层结合处的钻孔的结构与顶板岩层与煤层结合处的钻孔近似，同时观测钻屑情况和随钻判识分析，确保钻孔始终位于煤岩结合处中部；

S4、参照煤矿瓦斯治理钻孔抽采影响半径，顶、底板煤岩层位置至少有一条以上投影位置落在预定煤层巷道中央的长钻孔，顶板岩层与煤层结合处的钻孔、底板岩层与煤层结合处的钻孔长度不低于300m，在顶板岩层与煤层结合处的钻孔、底板岩层与煤层结合处的钻孔中施工多个钻孔扩孔段，对钻孔扩孔段进行多次扩孔卸压，在顶板岩层与煤层结合处的钻孔、底板岩层与煤层结合处的钻孔附近的煤层中形成裂隙发育的主裂缝、次生裂缝，在顶板岩层与煤层结合处的钻孔的平行方向上施工足够数量的与顶板岩层与煤层结合处的钻孔结构近似的钻孔，在底板岩层与煤层结合处的钻孔的平行方向上施工足够数量的与底板岩层与煤层结合处的钻孔结构近似的钻孔，确保多个钻孔的影响范围涵盖煤巷掘进条带法定的控制范围；

S5、上述步骤为一个施工循环，根据预定掘进煤层巷道的长度重复多次循环施工，每个循环之间采用搭茬衔接技术，使钻孔对煤体的卸压、瓦斯抽采影响范围相连或重合，保证钻孔长度轨迹全覆盖预定掘进煤层巷道，瓦斯治理区域不留空白带，钻孔施工完成后，实施瓦斯连抽作业，达到瓦斯治理达标，消除瓦斯膨胀能。