专利名称：竖井揭煤与瓦斯突出煤层帷幕注浆防突方法
技术领域：
本发明涉及一种竖井揭煤与瓦斯突出煤层帷幕注浆防突方法，属于煤矿施工领域。
背景技术：
瓦斯是严重威胁煤矿安全生产的主要因素之一，在我国的煤炭事故中70%以上是瓦斯事故。目前我国矿井开采呈现开采深度大、瓦斯含量高、瓦斯压力大、煤层透气性低、煤层预抽困难等特点，在采掘过程中瓦斯放散量大、放散速度快，再加上开采煤层地质条件复杂，在一定条件下将会产生煤和瓦斯突出的动力现象。在煤与瓦斯突出事故中，最容易发生的是在揭穿有煤与瓦斯突出危险煤层时。随着煤矿开采深度的增加，立井揭穿煤与瓦斯突出危险煤层的危险性日趋增大，严重制约着矿井的安全高效生产。目前，竖井揭煤的防突方法主要有钻孔瓦斯排放法、钻孔瓦斯排放与金属骨架法、钻孔瓦斯抽放法等。但是，煤层作为开放的瓦斯补给源，会源源不断的向井筒中心补给瓦斯，不能有效降低煤层瓦斯含量及压力，煤与瓦斯突出危险性仍然存在。
发明内容
本发明的目的是克服已有技术中的不足，提供一种竖井揭煤与瓦斯突出煤层帷幕注浆防突方法，通过向穿层注浆钻孔注水泥砂浆，形成防瓦斯渗透帷幕，阻隔井筒周围的瓦斯向井筒中心运移，再实施区域消突措施，从而消除揭煤区域煤与瓦斯突出危险性。本发明的竖井揭煤与瓦斯突出煤层帷幕注浆防突方法，包括以下步骤
(1)当竖井揭煤巷道的竖井揭煤工作面掘进至距煤层的最小法向距离不小于7m时，从竖井揭煤工作面的边缘向煤层方向施工一圈向外倾斜的穿层注浆钻孔，控制穿层注浆钻孔穿过煤层底板处沿煤层底板层面至竖井揭煤巷道轮廓线的距离L不小于20m，穿层注浆钻孔的终端距煤层底板不小于an ；
(2)向穿层注浆钻孔内注入水泥砂浆进行充填，使相邻穿层注浆钻孔之间的煤岩体紧密胶结在一起，在竖井揭煤工作面下方的煤岩体中形成喇叭状的防瓦斯渗透帷幕；
(3)在防瓦斯渗透帷幕的范围内，从竖井揭煤工作面向煤层方向均勻施工若干垂直和倾斜的穿层抽采钻孔，穿层抽采钻孔的终端距煤层底板不小于Im ；
(4)穿层抽采钻孔施工完毕后，在穿层抽采钻孔中布置瓦斯抽采管，并与瓦斯抽采系统连接，进行瓦斯抽采，直至残余瓦斯压力降到0. 74MPa以下，或残余瓦斯含量降到8m3/t以下。有益效果
(1)防瓦斯渗透帷幕封闭了瓦斯补给源，对煤层起到了封堵瓦斯通道的作用，有效地阻止了井筒周围的瓦斯向井筒中心移动，能保证穿层抽采钻孔的抽采效果；
(2)方法简单易行、施工快、工期短，且注浆加固了煤体，增强了筒壁稳定性，减少了片帮，显著加快了施工速度，大大提高了矿井的生产效率；(3)仅在现行的竖井揭煤与瓦斯突出煤层防突方法基础上施工一圈密集钻孔并注浆， 成本低廉；
(4)防瓦斯渗透帷幕控制范围大，不影响抽采钻孔的抽采效果，且对帷幕圈内的煤层瓦斯原始状态扰动小，能准确测得煤层瓦斯的原始基础参数。
图1是本发明的立面施工示意图。图2是本发明的平面施工示意图。图中1 一竖井；2—防瓦斯渗透帷幕；3—穿层注浆钻孔；4一煤层；5—竖井揭煤工作面；6—穿层抽采钻孔。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施例作进一步的描述
如图1所示，本发明的竖井揭煤与瓦斯突出煤层帷幕注浆防突方法，在需要构筑防瓦斯渗透帷幕2的区域以一定间距施工穿层注浆钻孔3，然后向穿层注浆钻孔3内注水泥砂浆进行充填，使相邻穿层注浆钻孔3之间的煤岩体紧密胶结在一起，在竖井揭煤工作面5下方的煤岩体中形成防瓦斯渗透帷幕2，阻隔井筒周围的瓦斯向井筒中心运移，再实施区域消突措施，达到消除揭煤区域煤与瓦斯突出危险性之目的。具体施工如下
按常规掘进方法向煤层4方向施工竖井揭煤巷道1，当竖井揭煤工作面5掘进至距煤层4的最小法向距离不小于7m时，从竖井揭煤工作面5的边缘向煤层4方向施工一圈向外倾斜的穿层注浆钻孔3，相邻穿层注浆钻孔3之间的距离为0. 8 1. 2m，控制穿层注浆钻孔 3穿过煤层4底板处沿煤层4底板层面至竖井揭煤巷道1轮廓线的距离Ll不小于20m，穿层注浆钻孔3的终端距煤层4底板不小于an ；穿层注浆钻孔3施工完毕后，向穿层注浆钻孔3内注入水泥砂浆进行充填，使相邻穿层注浆钻孔3之间的煤岩体紧密胶结在一起，在竖井揭煤工作面5下方的煤岩体中形成喇叭状的防瓦斯渗透帷幕2 ；然后在防瓦斯渗透帷幕2 的范围内，从竖井揭煤工作面5向煤层4方向均勻施工若干垂直和倾斜的穿层抽采钻孔6， 按《防治煤与瓦斯突出规定》的要求，距离防瓦斯渗透帷幕2最近的倾斜穿层抽采钻孔6穿过煤层4底板处沿煤层4底板层面至竖井揭煤巷道1轮廓线的距离L2不小于12m，穿层抽采钻孔6的终端距煤层4底板不小于Im ；穿层抽采钻孔6施工完毕后，在穿层抽采钻孔6中布置瓦斯抽采管，并与瓦斯抽采系统连接，进行瓦斯抽采，直至残余瓦斯压力降到0. 74MPa 以下，或残余瓦斯含量降到8m3/t以下。
权利要求
1. 一种竖井揭煤与瓦斯突出煤层帷幕注浆防突方法，其特征在于(1)当竖井揭煤巷道(1)的竖井揭煤工作面(5)掘进至距煤层(4)的最小法向距离不小于7m时，从竖井揭煤工作面(5)的边缘向煤层(4)方向施工一圈向外倾斜的穿层注浆钻孔(3 )，控制穿层注浆钻孔(3 )穿过煤层(4 )底板处沿煤层(4 )底板层面至竖井揭煤巷道(1) 轮廓线的距离Ll不小于20m，穿层注浆钻孔(3)的终端距煤层(4)底板不小于；(2)向穿层注浆钻孔(3)内注入水泥砂浆进行充填，使相邻穿层注浆钻孔(3)之间的煤岩体紧密胶结在一起，在竖井揭煤工作面(5)下方的煤岩体中形成喇叭状的防瓦斯渗透帷幕⑵；(3)在防瓦斯渗透帷幕(2)的范围内，从竖井揭煤工作面(5)向煤层(4)方向均勻施工若干垂直和倾斜的穿层抽采钻孔(6)，穿层抽采钻孔(6)的终端距煤层(4)底板不小于Im;(4)穿层抽采钻孔(6)施工完毕后，在穿层抽采钻孔(6)中布置瓦斯抽采管，并与瓦斯抽采系统连接，进行瓦斯抽采，直至残余瓦斯压力降到0. 74MPa以下，或残余瓦斯含量降到 8m3/t以下。
全文摘要
一种竖井揭煤与瓦斯突出煤层帷幕注浆防突方法，按常规掘进方法向煤层方向施工竖井揭煤巷道，当竖井揭煤工作面掘进至距煤层的最小法向距离不小于7m时，从竖井揭煤工作面的边缘向煤层方向施工一圈向外倾斜的穿层注浆钻孔，然后向穿层注浆钻孔内注水泥砂浆进行充填，使相邻穿层注浆钻孔之间的煤岩体紧密胶结在一起，在竖井揭煤工作面下方的煤岩体中形成防瓦斯渗透帷幕，阻隔井筒周围的瓦斯向井筒中心运移，再实施区域消突措施，达到消除揭煤区域煤与瓦斯突出危险性之目的。方法简单易行，施工快、工期短，安全高效，成本低廉。
文档编号E21F7/00GK102409997SQ20111040846
公开日2012年4月11日 申请日期2011年12月9日 优先权日2011年12月9日
发明者周红星, 徐超, 李伟, 汪磊, 王亮, 程远平 申请人:中国矿业大学