[发明专利]一种首采保护层工作面瓦斯涌出的治理方法在审

专利信息
申请号: 202210077909.1 申请日: 2022-01-21
公开(公告)号: CN114458374A 公开(公告)日: 2022-05-10
发明(设计)人: 李绪萍;张锋;朱连杰;任晓鹏;张金山;董红娟;周琛鸿;刘艳青 申请(专利权)人: 国家能源集团乌海能源有限责任公司;内蒙古科技大学
主分类号: E21F7/00 分类号: E21F7/00
代理公司: 北京五洲洋和知识产权代理事务所(普通合伙) 11387 代理人: 刘素霞;刘春成
地址: 016000 内蒙古*** 国省代码: 内蒙古;15
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摘要:
搜索关键词: 一种 保护层 工作面 瓦斯 涌出 治理 方法
【说明书】:

发明属于煤矿瓦斯技术领域,提供一种首采保护层工作面瓦斯涌出的治理方法,包括:穿层钻孔卸压抽采,将瓦斯沿卸压裂隙汇入抽采钻孔内;地面钻井抽采,在工作面开采前完成地面井施工,通过采动煤岩层产生裂隙,抽采煤层卸压瓦斯;高位钻孔抽采,向煤层顶板施工钻孔,抽采煤层顶板裂隙和冒落空间内的瓦斯。本发明中,在采用上隅角伸缩风筒插管、走向高位钻孔等技术的基础上,引入地面钻井抽采技术,很好地解决了7#首采保护层工作面瓦斯涌出问题,确保了试验工作面的安全回采,同时,还利用地面钻井对2#和3#煤层进行卸压瓦斯抽采,使得地面钻井起到“一井两用”的作用。

技术领域

本发明属于煤矿瓦斯技术领域,具体涉及一种首采保护层工作面瓦斯涌出的治理方法。

背景技术

煤矿工作面回采期间主要采用顶板走向高位钻孔、上隅角埋管或者插管和边采边抽相结合的综合瓦斯治理措施,据煤矿有关资料显示,考虑到工作面回风稀释的5m3/min瓦斯,采用上述措施后一般至少能整体解决工作面瓦斯涌出40m3/min的瓦斯,其中高位钻孔一般抽采量为15m3/min,上隅角埋管或者伸缩风筒插管抽采量为10m3/min,边采边抽为20m3/min。

但是现有的工作面瓦斯涌出量采用下伏远距离保护层工作面瓦斯涌出量分源预测方法预计为59.66m3/min,瓦斯涌出量大,超出了煤矿现有常规瓦斯治理措施能解决的最大瓦斯涌出量。

因此,需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种首采保护层工作面瓦斯涌出的治理方法,能够解决现有技术中首采保护层工作面的瓦斯涌出量大,超出了煤矿现有常规瓦斯治理措施能解决的最大瓦斯涌出量的问题。

为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种首采保护层工作面瓦斯涌出的治理方法,包括:

穿层钻孔卸压抽采,将瓦斯沿卸压裂隙汇入抽采钻孔内;

地面钻井抽采,在工作面开采前完成地面井施工,通过采动煤岩层产生裂隙,抽采煤层卸压瓦斯;

高位钻孔抽采,向煤层顶板施工钻孔,抽采煤层顶板裂隙和冒落空间内的瓦斯。

在如上所述的首采保护层工作面瓦斯涌出的治理方法,优选,所述穿层钻孔卸压抽采中,根据煤岩裂隙分布和瓦斯的解吸及流动条件,采用地面钻井瓦斯抽采系统,通过钻井的抽采负压,可实现解吸的瓦斯沿卸压裂隙流动,汇入抽采钻孔内,降低卸压煤层的瓦斯含量。

在如上所述的首采保护层工作面瓦斯涌出的治理方法,优选,所述地面钻井抽采中,在工作面开采前地表施工直径219mm的钻井,井底位置在首采煤层顶板以上10m,通过采动煤岩层产生裂隙,抽采煤层卸压瓦斯。

在如上所述的首采保护层工作面瓦斯涌出的治理方法,优选,所述地面钻井抽采中,沿工作面走向每隔100m布置一组地面钻井,一组2个钻井,内错风巷、机巷50m,共18个地面钻井,当工作面采至距地面钻井5-10m时开始抽采,利用地面泵进行抽采。

在如上所述的首采保护层工作面瓦斯涌出的治理方法,优选,所述地面钻井抽采中,地面钻井的井身从地面至井底分别为直径依次减小的表层段、岩层段和卸压抽采段;

所述表层段为从地面至基岩层,所述岩层段为从基岩层向下延伸至卸压煤层顶板上方20~100m处,所述卸压抽采段为由岩层段的底端穿过卸压煤层一直延伸至距开采煤层顶板5~7倍采高处。

在如上所述的首采保护层工作面瓦斯涌出的治理方法,优选,所述地面钻井抽采中,首先所述表层段和所述岩层段内均下入套管并用水泥固井,所述卸压抽采段不固井;

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