[发明专利]一种突出煤层底抽巷全生命周期利用方法

说明书

本发明公开了一种突出煤层底抽巷全生命周期利用方法，包括：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。解决了现有底抽巷开掘仅用于采前预抽的局限，以及煤矸堆积、废弃巷道空间浪费等环境问题，对底抽巷的整个生命周期进行设计分析，实现对底抽巷的有效管理和运用，同时将底抽巷的功能拓展到工作面卸压瓦斯二次抽采、承接矸石井下充填等方面，实现经济和环境效益双赢。

技术领域

本发明涉及瓦斯抽采技术领域，尤其是一种适用于煤矿井下突出煤层底抽巷全生命周期利用方法。

背景技术

底抽巷，也称为是底板巷道，是指布置在位于煤层下方的岩层中的巷道。底抽巷抽采瓦斯掩护上部煤巷掘进是治理瓦斯突出的关键技术，也是《防突细则》的明确要求。

底抽巷多被运用在采前瓦斯预抽中，底抽巷预抽更是作为距离煤层群综合治理瓦斯的重要方法之一。主要作用体现在：对上部煤层巷道掘进进行提前预抽，进而使上部覆盖煤层得到充分卸压；在开采保护过程中进行瓦斯抽采，同时拦截邻近煤层瓦斯涌入保护层；对采空区瓦斯进行抽采，牵制瓦斯流向；增加气源钻孔，提高瓦斯抽采浓度及抽采量。

现阶段，多关注底抽巷在采前瓦斯预抽中的作用，忽视其他许多重要作用，仅发挥了部分功能。另外，在上部煤层开采结束后，仅发挥预抽作用的底抽巷大多直接被废弃，不仅造成巨大巷道空间的浪费，而且极有可能发生巷道失稳变形进而引发局部地层沉降，具有重大安全隐患。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种突出煤层底抽巷全生命周期利用方法，将底抽巷的设计开掘、投产使用、废弃处置各阶段连接起来，实现完整的生命周期利用，从而解决现有应用中底抽巷功能单一、利用率低、用完即弃的问题。

技术方案：为实现上述目的，本发明解决技术问题的技术方案：

一种突出煤层底抽巷全生命周期利用方法，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；