一种煤与瓦斯突出矿井采煤方法
【专利摘要】本发明公开一种煤与瓦斯突出矿井采煤方法，其工艺步骤为：1.钻孔，2.注水，3.封孔，其中钻孔步骤包括钻孔位置确定、孔径确定、孔深确定孔向确定和孔间距确定；注水步骤包括注水压力确定和注水时间确定；封孔步骤为封孔长度确定。与现有技术相比，本发明能够有效降低煤与瓦斯突出危险性指标、降低煤层中游离瓦斯浓度、降低煤尘的产生。
【专利说明】一种煤与瓦斯突出矿井采煤方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种采煤方法，尤其是一种煤与瓦斯突出矿井采煤方法。
【背景技术】
[0002]随着近年来生产规模的扩大和煤层开采深度的不断增加，涌现出大批的煤与瓦斯突出矿井。众所周知，如果用开采普通矿井的方法开采煤与瓦斯突出矿井，瓦斯事故、预防煤尘爆炸事故将会频发，同时还会出现煤自然事故以及矿井粉尘污染事故。因此，研究一种能够有效降低煤与瓦斯突出危险性指标、降低煤层中游离瓦斯浓度、降低煤尘的产生的煤与瓦斯突出矿井采煤方法，是目前需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种能够有效降低煤与瓦斯突出危险性指标、降低煤层中游离瓦斯浓度、降低煤尘的产生的煤与瓦斯突出矿井采煤方法。
[0004]本发明解决其技术问题的技术方案是:
一种煤与瓦斯突出矿井采煤方法，包括煤层中游离瓦斯浓度和煤尘的降低方法，煤层中游离
瓦斯浓度和煤尘的降低方法工艺步骤为钻孔，I注水，+意封孔，其中钻孔步骤包括钻孔
位置确定、孔径确定、孔深确定孔向确定和孔间距确定；注水步骤包括注水压力确定和注水时间确定；封孔步骤为封孔长度确定。
[0005]作为本发明的一种有选方案，钻孔位置确定在运料巷下帮往下5m至溜子道上帮往上5m，注水孔距煤层底板均不得低于1.2m,孔间距为5m，孔径为Φ 75mm,孔深不少于15m，钻孔应有1° -3°仰角；注水压力分初期注水压力和延长期注水压力，初期注水压力大于工作面上覆岩层的静水压力，延长期注水压力小于工作面上覆岩层的静水压力；注水时间为30min，分初期注水时间和延长期注水时间，分初期注水时间为从注水开始至听到煤体里的煤炮声后止，其余时间即为延长期注水时间；封孔长度不得少于10m。
[0006]作为本发明的一种有选方案，为了避免串孔，延长注水时间，增强注水效果，钻孔为分层钻孔，第一天注水孔打设位置在工作面煤壁的下部，第二天在中部，第三天在上部，三天一循环，且第二天的注水孔打设在第一天注水孔的两个孔中间位置。
[0007]本发明降低煤与瓦斯突出性指标的原理:
(I)通过高压水的疏松作用破裂和松动了煤体，使工作面前方煤体应力分布发生根本变化，即高应力区向煤体深部转移，应力集中系数减小，增加了工作面前方煤体的卸压带长度。
[0008](2)高压水通过煤体时携带煤泥在煤层中运动，并顺煤层裂隙向巷道空间溢出，使煤层近工作面部分的瓦斯得到排放，瓦斯层力梯度降低。
[0009](3)煤体充分湿润后，煤的力学性质发生明显变化，即煤的弹性和强度减小，塑性增大从而使突出危险性得以减小。[0010]本发明防治瓦斯超限的原理:
煤体被充分湿润后，水分不仅占去了贮存游离瓦斯的孔隙，先有效释放出了游离态瓦斯，同时固体煤分子对水同样有吸附能力，使瓦斯从吸附状态转变为游离状态更加困难，对吸附瓦斯的涌出起着明显的阻碍作用。注水过程结束后，煤体中瓦斯涌出量和涌出速度都大幅度下降，从而降低了采掘作业过程中的瓦斯浓度。
[0011]本发明防治煤炭自然发火的原理:
煤的含水量是影响其氧化进程的重要因素之一，煤层注水后水分增加，温度降低，煤体的导热系数和热容量增大，煤体湿润膨胀，由于水具有较大的热容比，因而对降低煤体温度、阻止煤炭氧化自燃十分有利。
[0012]本发明防治矿尘危害的原理:
(I)高压水注入煤体后,煤体被破坏,水分有效地包裹了煤体的每一个部分,煤体内存在的大量原生煤尘被湿润并黏结，使其在破碎时失去了飞扬能力，从而有效地消除了这一尘源。
[0013](2)水湿润煤体后，煤层脆性减弱，塑性增强，改变了煤的物理力学性质，当煤体因开采而破碎时，煤层由脆性破坏变为塑性破坏，因而减少了产尘量。
[0014]与现有技术相比，本发明能够有效降低煤与瓦斯突出危险性指标、降低煤层中游离瓦斯浓度、降低煤尘的产生。
[0015]【具体实施方式】:
一种煤与瓦斯突出矿井采煤方法，包括煤层中游离瓦斯浓度和煤尘的降低方法，煤层
中游离瓦斯浓度和煤尘的降低方法工艺步骤为:1钻孔，I注水，?封孔，其中钻孔步骤
包括钻孔位置确定、孔径确定、孔深确定孔向确定和孔间距确定；注水步骤包括注水压力确定和注水时间确定；封孔步骤为封孔长度确定。
[0016]钻孔位置确定在运料巷下帮往下5m至溜子道上帮往上5m，注水孔距煤层底板均不得低于1.2m，孔间距为5m，孔径为Φ 75mm，孔深不少于15m，钻孔应有1° -3°仰角；注水压力分初期注水压力和延长期注水压力，初期注水压力大于工作面上覆岩层的静水压力，延长期注水压力小于工作面上覆岩层的静水压力；注水时间为30min，分初期注水时间和延长期注水时间，分初期注水时间为从注水开始至听到煤体里的煤炮声后止，其余时间即为延长期注水时间；封孔长度不得少于10m。
[0017]为了避免串孔，延长注水时间，增强注水效果，钻孔为分层钻孔，第一天注水孔打设位置在工作面煤壁的下部，第二天在中部，第三天在上部，三天一循环，且第二天的注水孔打设在第一天注水孔的两个孔中间位置。
【权利要求】
1.一种煤与瓦斯突出矿井采煤方法，包括煤层中游离瓦斯浓度和煤尘的降低方法，其特征在于，煤层中游离瓦斯浓度和煤尘的降低方法工艺步骤为:X钻孔，I注水，S封孔，其中钻孔步骤包括钻孔位置确定、孔径确定、孔深确定孔向确定和孔间距确定；注水步骤包括注水压力确定和注水时间确定；封孔步骤为封孔长度确定。
2.根据权利要求1所述的一种煤与瓦斯突出矿井采煤方法，其特征在于，钻孔位置确定在运料巷下帮往下5m至溜子道上帮往上5m，注水孔距煤层底板均不得低于1.2m,孔间距为5m，孔径为Φ 75mm，孔深不少于15m，钻孔应有1° -3°仰角；注水压力分初期注水压力和延长期注水压力，初期注水压力大于工作面上覆岩层的静水压力，延长期注水压力小于工作面上覆岩层的静水压力；注水时间为30min，分初期注水时间和延长期注水时间，分初期注水时间为从注水开始至听到煤体里的煤炮声后止，其余时间即为延长期注水时间；封孔长度不得少于10m。
3.根据权利要求2所述的一种煤与瓦斯突出矿井采煤方法，其特征在于，为了避免串孔，延长注水时间，增强注水效果，钻孔为分层钻孔，第一天注水孔打设位置在工作面煤壁的下部，第二天在中部，第三天在上部，三天一循环，且第二天的注水孔打设在第一天注水孔的两个孔中间位置。
【文档编号】E21F5/02GK103806914SQ201410039299
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年1月27日 优先权日:2014年1月27日
【发明者】郝永军, 李新潮, 申磊, 郭金刚, 李振平, 牛肖肖, 吕栋男 申请人:冀中能源峰峰集团有限公司大淑村矿