[发明专利]一种突出煤层底抽巷全生命周期利用方法

权利要求书

1.一种突出煤层底抽巷全生命周期利用方法，其特征在于：包括突出煤层底抽巷全生命周期管理，从开始到结束的全阶段分为初期管理阶段、中期管理阶段和后期管理个阶段，三个管理阶段包括以下步骤：

S1.结合煤层地质条件，确定底抽巷的空间层位布置；

S2.于底抽巷向预掘煤巷区域打穿层钻孔进行水力卸压增透，然后联孔抽采瓦斯；

S3.于底抽巷向预掘煤巷外侧布设穿层注浆钻孔进行区域加固；

S4.工作面卸压区域瓦斯二次抽采；

S5.煤矸分离及矸石回填底抽巷；

步骤S1中，所述确定底抽巷的空间层位布置包括：

S11，进行煤层和岩层数据采集：获得煤、岩层赋存地质结构柱状图，分析不同岩层的物理力学性质及赋存状况；

S12，设计预案：根据煤层基本情况，设计多种底抽巷空间层位预案，标记为预案a、预案b、…、预案n，n≥2；

S13，对多种底抽巷空间层位预案进行试验综合比对，试验综合比对多个预案的各项评价指标包括：

S131，钻机打钻效率对比：统计各预案底抽巷钻机每个月的施工天数及总进尺数，进而求得当月每台钻机平均进尺数，将各月的每台钻机平均进尺数求均值得到日平均施工速度(P1)；

S132，钻头消耗成本对比：统计各预案下所配套使用的钻头型号对应的钻头单价，根据施工实际消耗钻头数量计算钻头总成本，结合步骤S131中的总进尺数计算平均每花费百元钻头进尺数(P2)；

S133，封孔效率对比：对比各预案下所采用的封孔工艺差异，以平均每小时封孔数(P3)为指标评价封孔效率；

S134，钻孔有效利用率对比：钻孔有效抽采长度指的是抽采孔穿过煤层的长度，钻孔有效利用率(P4)即为抽采孔穿煤段的长度与实际总孔长的比值；统计各预案下相同抽采单元内钻孔孔数、实际孔长、穿煤段孔长，计算得出平均每孔的钻孔有效利用率；

S135，瓦斯抽采效果对比：确定各预案下正常抽采运行孔数、正常抽采孔总长、平均钻孔百米流量、单孔平均日抽采量，统计一个月内抽采数据，计算平均钻孔百米流量(P5)、单孔平均日抽采量(P6)；

S14，确定方案：采用方案比较法，按照如下步骤对比考察各预案的综合效果：

统计多个预案中的各项评价指标的数值，任意预案两两一组，相同指标作比，再根据加权算法计算出评价值，即：

j,j′∈(a,b,…,n)且j≠j′，

式中：A_j,j′为评价值，q_i为各评价指标权重，为任意两个预案下同一指标统计值的比值，i为指标编号，j为预案编号；指标权重根据实际情况人为进行设定；

评价规则如下：

预案两两比较直至所有预案均参与比较，最终确定一个底抽巷最佳空间层位布置方案。

2.根据权利要求1所述的一种突出煤层底抽巷全生命周期利用方法，其特征在于：步骤S2中，所述于底抽巷向预掘煤巷区域打穿层钻孔进行水力卸压增透包括：

S21，布置穿层抽采钻孔：于底抽巷向预掘煤巷区域打穿层钻孔；钻孔直径为130mm，钻孔间距为0.5-2m；

S22，割缝/冲孔卸压：对钻孔进行水力割缝或水力冲孔作业，在钻孔周围形成缝槽网络，提高煤层的透气性；

S23，穿层钻孔联孔抽采瓦斯：将瓦斯抽采管送入钻孔中，使用聚氨酯进行封孔，后将瓦斯抽采管输出端与矿井瓦斯抽采系统相连接，进行瓦斯抽采。

3.根据权利要求1所述的一种突出煤层底抽巷全生命周期利用方法，其特征在于：步骤S3中，所述于底抽巷向预掘煤巷外侧布设穿层注浆钻孔进行区域加固包括：

S31，施工穿层注浆钻孔：于底抽巷向预掘煤巷外侧5m范围内的煤层施工穿层注浆钻孔，穿层钻孔直径为150mm，间距为1-4m；

S32，区域注浆加固：将注浆管送入穿层钻孔中，用封孔器对穿层钻孔孔口进行密封，注浆管通过高压胶管连接注浆泵，注浆泵提供动力将水泥浆注入穿层钻孔中，待到水泥浆液压力达到7MPa左右，关闭注浆管。