[发明专利]一种下保护层全方位立体瓦斯抽采与回收利用结构

说明书

本发明公开一种下保护层全方位立体瓦斯抽采与回收利用结构，在高位瓦斯抽采巷布置下行瓦斯抽采孔，在回风巷、进风巷布置上行瓦斯抽采孔，根据被保护煤层的瓦斯赋存量合理布置每个断面的瓦斯抽采孔的数量以及每个断面的间隔距离，采用瓦斯抽采管将瓦斯抽放至瓦斯发电站，并入电网回收利用。本发明可以提高高瓦斯赋存量、高突出风险煤层的抽采效率，缩短高瓦斯煤层治理时间，提高煤层气回收利用，增加生产效益。

技术领域

本发明涉及瓦斯抽采技术领域，具体涉及一种下保护层全方位立体瓦斯抽采与回收利用结构。

背景技术

随着采煤技术的日新月异，通风成本的增加，以及人类环境意识的增强，煤层瓦斯作为一种不可再生资源不再作为一种废气处理，而是通过抽采回收利用。

《防治煤与瓦斯突出规定》规定突出煤层必须采取区域性防突措施，保护层开采技术为一种主要的区域性防突措施，其中涉及保护层与被保护层两个煤层。为消除邻近煤层(被保护层)的突出危险而先开采的煤层称为保护层；由于保护层开采的采动作用并同时抽采卸压瓦斯，可使邻近的突出危险煤层转变为无突出危险煤层，该突出危险煤层称为被保护层。

保护层开采是公认为最好、最经济的防止煤与瓦斯突出的区域措施，在有保护层可开采的矿井都应首选此措施。根据保护层与被保护层的相对位置可分为上保护层与下保护层。但部分矿井由于煤层赋存的原因，并不具备开采保护层的条件。因此，采用施工煤矿井下钻孔实施大面积区域预抽是该类矿井实施瓦斯灾害治理的主要技术手段。目前我国的煤矿井下瓦斯抽采多为单巷道抽采，抽采效率低，抽采时间长，资源利用率低。

发明内容

本发明提供一种下保护层全方位立体瓦斯抽采与回收利用结构，可以提高高瓦斯赋存量、高突出风险煤层的抽采效率，缩短高瓦斯煤层治理时间，提高煤层气回收利用，增加生产效益。

一种下保护层全方位立体瓦斯抽采与回收利用结构，在被保护煤层上方设置有高位瓦斯抽采巷，在高位瓦斯抽采巷布置下行瓦斯抽采孔连通被保护煤层；在被保护煤层下方设有进风巷、回风巷，在回风巷、进风巷布置上行瓦斯抽采孔连通被保护煤层。

进一步的，所述高位瓦斯抽采巷位于上保护层，所述回风巷、进风巷位于下保护层。

进一步的，所述下行瓦斯抽采孔、上行瓦斯抽采孔是从保护层打向被保护煤层的钻孔，孔径94mm。

进一步的，根据被保护煤层的瓦斯赋存量合理布置每个断面的瓦斯抽采孔的数量以及每个断面的间隔距离。

进一步的，下行瓦斯抽采孔的仰俯角为：

θ₁＝arctan H₁/L₁

式中θ₁是下行瓦斯抽采孔的俯角，H₁是高位瓦斯抽采巷的断面中心与下行瓦斯抽采孔另一端点的垂直距离，L₁是高位瓦斯抽采巷的断面中心与下行瓦斯抽采孔另一端点的水平距离。

优选的，所述下行瓦斯抽采孔的仰角依次是从左至右，对称分布：29°，32°，35°，39°，44°，51°，59°，68°，78°，90°。

进一步的，上行瓦斯抽采孔5的仰俯角为：

θ₂＝arctan H₂/L₂

式中θ₁是上行瓦斯抽采孔的俯角，H₁是回风巷或进风巷的断面中心与上行瓦斯抽采孔另一端点的垂直距离，L₁是回风巷或进风巷的断面中心与上行瓦斯抽采孔另一端点的水平距离。

优选的，所述上行瓦斯抽采孔的俯角依次是从左至右，对称分布：96°，90°，79°，70°，61°，54°，47°，43°，39°，36°。