一种瓦斯治理工艺的制作方法

本发明涉及瓦斯治理技术领域，具体而言，涉及一种瓦斯治理工艺。

背景技术：

随着矿井开采深度、煤层瓦斯含量、压力的增加，低瓦斯矿井转变为高瓦斯矿井，高瓦斯矿井变成了煤与瓦斯突出矿井。

煤(岩)与瓦斯突出是煤矿生产过程中常见的复杂动力现象。我国是世界上突出最严重的国家，煤(岩)与瓦斯突出已成为我国煤矿安全生产的主要威胁之一。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种瓦斯治理工艺。

为了实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种瓦斯治理工艺，包括：步骤s1，根据煤层参数确定爆破孔和抽采控制孔的布置方式和参数；步骤s2，按照布置方式以及参数钻出抽采控制孔并下筛管联抽；步骤s3，抽采控制孔施工完毕并实现联抽后及时施工爆破孔，爆破孔每施工完一个起出钻具后立即根据成孔条件进行装药；步骤s4，封孔并进行爆破，其中，煤层参数包括煤层赋存、煤层瓦斯压力、煤层透气性系数、煤的坚固性系数以及煤层瓦斯吸附情况。

本方案中，根据煤层赋存、煤层瓦斯压力、煤层透气性系数、煤的坚固性系数和煤层瓦斯吸附情况等因素，提出合理的抽采控制孔、爆破孔设计以及钻孔施工排渣方式及护孔措施，保证钻孔深度和控制范围及瓦斯治理范围符合2009版《防治煤与瓦斯突出规定》要求，封孔长度和爆破孔布置满足《煤矿井下深孔控制预裂爆破技术条件》(mt1036-2007)要求，同时保证钻孔施工质量满足抽采控制孔、爆破孔下筛管和装药需要，进而同时能够解决瓦斯突出的问题。

在上述技术方案中，优选地，步骤s3具体包括：步骤s31，按照布置方式以及参数钻出爆破孔；步骤s32，确定煤层的坚固性系数，当坚固性系数大于预设值时，使用外置母线或内置母线装药工艺对爆破孔进行装药，否则，使用双母线装药工艺对爆破孔进行装药。

在上述任一技术方案中，优选地，步骤s4具体包括：步骤s41，使用矿用压风封孔设备对爆破孔进行封孔；步骤s42，对爆破孔进行爆破。

在上述任一技术方案中，优选地，矿用压风封孔设备包括：罐体，罐体下侧形成有锥形部，罐体的上侧部分向外凸出形成进气口以及进料口；输料管，通过出料阀与锥形部的下端连通；密封盖，密封盖可拆卸地设于进料口处；压力表，固设于罐体上且压力表的检测端与罐体内连通，其中，由上往下，锥形部的半径逐渐减小。

本方案中，首先关闭出料阀，随后打开进料口，将封孔材料放入罐体内，加料完毕后，密封盖将进料口密封并关闭泄压阀门，打开送气口，罐体内的压力逐渐升高，当罐体内的压力升高至预设数值时，关闭进气口，打开出料阀，封孔材料在罐体内外压差的作用下注入孔内，从而将孔封住。随后打开泄压阀，在罐体内外气压平衡后，关闭送料阀，打开进料口，重复上述步骤，直至完成封孔操作。

本方案中，通过设置压力表便于操作人员实时掌控罐体内的压力，从而能够减少罐体内压力过大或过小的可能性。同时还能够降低操作难度，便于大规模推广。还需指出的是，同时设置卸压阀和压力表还提高了封孔操作人员的安全度。

还需指出的时，通过设置压力表，操作人员能将罐体内的气压调节至不同的压力值，便于技术人员能够根据不同的封孔材料以及孔径等调节罐体内的压力，即本方案中的矿用压风封孔设备封孔材料不单一，可以为水泥、黄沙、矸石粉、粉煤灰以及粘土，便于就地取材，成本低廉，适用性更好，解决了现有压风封孔设备封孔材料单一，适应性不强的问题。

其中，本方案中的孔包括但不限于瓦斯抽采钻孔、瓦斯压力测量孔以及深孔爆破孔。

在上述技术方案中，优选地，密封盖上可拆卸地设有泄压阀。

在上述任一技术方案中，优选地，密封盖与泄压阀中的一个设有第一外螺纹，另一个设有第一内螺纹，通过第一外螺纹与第一内螺纹的配合，实现密封盖与泄压阀的可拆卸连接。

在上述任一技术方案中，优选地，密封盖远离罐体的一侧固设有转动把手。

在上述任一技术方案中，优选地，罐体与密封盖中的一个设有第二外螺纹，另一个设有第二内螺纹，通过第二外螺纹与第二内螺纹的配合，实现密封盖在进料口处的密封连接。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：多个支架，支架固设于罐体上，多个支架与地面抵靠，以支撑罐体。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的矿用压风封孔设备的结构示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的矿用压风封孔设备的结构示意图；

图3是根据本发明的一个实施例的巷道的结构示意图。

其中，图1至图3中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1泄压阀，2密封盖，3进料口，4进气口，5罐体，6压力表，7出料阀，8输料管，9支架，10转动把手，11巷道，12爆破孔，13抽采控制孔。

具体实施方式

为了可以更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图3描述根据本发明的一些实施例。

本发明的实施例提供了一种"孔到位、装得进、封得住、放得响"并且能实现深孔卸压控制爆破快速消突与瓦斯抽采达标的成套的瓦斯治理工艺，包括：步骤s1，根据煤层参数确定爆破孔和抽采控制孔的布置方式和参数；步骤s2，按照布置方式以及参数钻出抽采控制孔并下筛管联抽；步骤s3，抽采控制孔施工完毕并实现联抽后及时施工爆破孔，爆破孔每施工完一个起出钻具后立即进行装药。装药工艺和装药结构根据成孔情况予以确定；步骤s4，封孔并进行爆破，其中，煤层参数包括煤层赋存、煤层瓦斯压力、煤层透气性系数、煤的坚固性系数以及煤层瓦斯吸附情况。

本方案中，根据煤层赋存、煤层瓦斯压力、煤层透气性系数、煤的坚固性系数和煤层瓦斯吸附情况等因素，提出合理的抽采控制孔、爆破孔设计以及钻孔施工排渣方式及护孔措施，保证钻孔深度和控制范围及瓦斯治理范围符合2009版《防治煤与瓦斯突出规定》要求，封孔长度和爆破孔布置满足《煤矿井下深孔控制预裂爆破技术条件》(mt1036-2007)要求，同时保证钻孔施工质量满足抽采控制孔、爆破孔下筛管和装药需要。

其中，布置方式即为爆破孔和抽采控制孔的排列方式，以及巷道两侧控制范围，参数即为爆破孔和抽采控制孔的长度以及直径。

具体地，煤层透气性系数低，吸附瓦斯高，钻孔间距就要相应缩小，煤层厚度大钻孔间距也需要减小。当煤层倾角变化，巷道两帮控制范围不同，此时爆破孔以及抽采控制孔非对称设置。当煤层瓦斯压力大，钻孔间距相应也减小，以能快速抽采瓦斯。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，爆破孔与抽采控制孔间隔设置，通过抽采控制孔抽采瓦斯的同时，抽采控制孔使爆破孔两边各增加了一个辅助自由面，增强爆破效果。同时能消除爆破应力集中现象，提升爆破效果。

并且，在巷道的两侧分别单独设置抽采控制孔，在煤层瓦斯吸附情况较为严重时能够及时控制瓦斯，减少发生瓦斯突出事故的可能性。

其中，爆破时可单孔起爆，也可多孔同时起爆。

在上述实施例中，优选地，步骤s3具体包括：步骤s31，按照布置方式以及参数钻出爆破孔；步骤s32，确定煤层的坚固性系数，当坚固性系数大于预设值时，使用外置母线或内置母线装药工艺对爆破孔进行装药，否则，使用双母线装药工艺对爆破孔进行装药。

本方案中，当坚固性系数大于预设值(例如为1)时，此时煤层坍塌可能性较小，使用外置母线或内置母线装药工艺对爆破孔进行装药，既能够达到要求，又能够减少成本，同时缩短装药时间，进而提高工作效率。当当坚固性系数小于预设值时，此时煤层坍塌可能性较大，使用双母线装药工艺对爆破孔进行装药，能够减少因煤层坍塌导致不能正常爆破的可能性，进而提高爆破的可靠性。

其中，雷管置于炸药中且母线与雷管连接，内置母线结构是指将母线与药卷都置于pvc管内，母线最终引到孔口外。外置母线结构是指将药卷都置于pvc管内，母线置于pvc管外且母线最终引到孔口外。双母线结构是：里段装药段用一根母线与里段雷管连接，母线由孔内引至孔口外。外段装药段用一根母线与外段雷管进行连接，母线亦由孔内引至孔口外。在上述任一实施例中，优选地，步骤s4具体包括：步骤s41，使用矿用压风封孔设备对爆破孔进行封孔；步骤s42，对爆破孔进行爆破。

本方案中，矿用压风封孔设备不仅能够封深孔爆破孔，还可以封瓦斯抽采孔、瓦斯压力测压孔，并且做到即封即抽、即封即测。另一方面封孔材料来源广泛，即可以采用粘土单一介质材料，也可以采用水泥+黄砂+水、水泥+粉煤灰+水、水泥+矸石粉+水等多介质材料进行封孔，且操作简单、价格低廉、封孔成本低，又能确保封孔质量。

还需指出的是，深孔卸压控制爆破治理瓦斯，炮头为双雷管并联炮头，必须要杜绝拒爆、残爆的发生。拒爆、残爆的发生不仅达不到有效治理瓦斯的效果，而且拒爆、残爆的爆破器材遗留在煤(岩)体中，对工作面掘进(或回采)埋下重大安全隐患。为了杜绝拒爆、残爆的发生，①严禁使用变质失效的爆破器材；②爆破所使用的雷管必须为同一厂家生产的的雷管，严禁不同厂家生产的雷管混用；③雷管脚线与母线联接好，各联线接头必须保持清洁、联接牢固，用绝缘胶布包扎好，防止断路或短路现象造成瞎炮。④装药前必须对装药所使用的绝缘双导线进行导通测量，确保导线无问题⑤为了消除炸药残爆现象的发生，装雷管时，雷管由药卷顶部全部插入药卷内，严禁将雷管斜插在药卷中或捆绑在药卷上。⑥放炮前对放炮母线做导通试验，放炮器电压、电流必须足够。⑦深孔卸压爆破的炮头必须由专职放炮员进行制作，班长协助，制作好的炮头的要及时装入爆破管内，并将导出爆破母线进行短路，使得药筒内每个雷管处于短路状态。

如图1和图2所示，在上述任一实施例中，优选地，矿用压风封孔设备包括：罐体5，罐体5下侧形成有锥形部，罐体5的上侧部分向外凸出形成进气口4以及进料口3；输料管8，通过出料阀7与锥形部的下端连通，输料管8远离出料阀7的一端伸入孔内(输料阀与锥形部的下端螺纹连接，输料管8与输料阀螺纹连接)；密封盖2，密封盖2可拆卸地设于进料口3处；压力表6，固设于罐体5上且压力表6的检测端与罐体5内连通(管体向外突出形成管体，压力表6与管体螺纹连接且压力表6的检测端通过管体与罐体5内部连通)，其中，由上往下，锥形部的半径逐渐减小。

本方案中，首先关闭出料阀7，随后打开进料口3，将封孔材料放入罐体5内，加料完毕后，密封盖2将进料口3密封并关闭泄压阀1门，打开送气口，罐体5内的压力逐渐升高，当罐体5内的压力升高至预设数值时，关闭进气口4，打开出料阀7出料阀7，封孔材料在罐体5内外压差的作用下注入爆破孔内，从而将爆破孔封住。随后打开泄压阀1，在罐体5内外气压平衡后，关闭送料阀，打开进料口3，重复上述步骤，直至完成封孔操作。

本方案中，通过设置压力表6便于操作人员实时掌控罐体5内的压力，从而能够减少罐体5内压力过大或过小的可能性。同时还能够降低操作难度，便于大规模推广。

还需指出的时，通过设置压力表6，操作人员能将罐体5内的气压调节至不同的压力值，便于技术人员能够根据不同的封孔材料以及爆破孔径等调节罐体5内的压力，即本方案中的矿用压风封孔设备封孔材料不单一，可以为水泥、黄沙、矸石粉、粉煤灰以及粘土，便于就地取材，成本低廉，适用性更好。

其中，本方案中的孔包括但不限于瓦斯抽采钻孔、瓦斯压力测量孔以及深孔爆破孔。

在上述实施例中，优选地，密封盖2上可拆卸地设有泄压阀1。

在上述任一实施例中，优选地，密封盖2与泄压阀1中的一个设有第一外螺纹，另一个设有第一内螺纹，通过第一外螺纹与第一内螺纹的配合，实现密封盖2与泄压阀1的可拆卸连接。

在上述任一实施例中，优选地，密封盖2远离罐体5的一侧固设有转动把手10(例如转动把手10焊接在密封盖2上)。

在上述任一实施例中，优选地，罐体5与密封盖2中的一个设有第二外螺纹，另一个设有第二内螺纹，通过第二外螺纹与第二内螺纹的配合，实现密封盖2在进料口3处的密封连接。

在上述任一实施例中，优选地，还包括：多个支架9，支架9固设于罐体5上(例如多个支架9焊接在罐体5上)，多个支架9与地面抵靠，以支撑罐体5。

其中，优选地，如图1和图2所示，支架9为三个且三个支架9沿罐体5的四周均匀分布。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，采用深孔预裂卸压控制爆破防治煤与瓦斯突出及瓦斯抽采成套专利技术，仅用7至11个钻孔迅速实现控制范围内无盲区百分之百的消突，仅用3至5天时间实现抽采达标。确保残余瓦斯含量在8m³/t以下，k1值在0.5以下，残余瓦斯压力0.74mpa以下。瓦斯抽采浓度高，抽采速度效率提高5～19倍。

同时，在煤矿每百米巷道掘进中，比传统的防治煤与瓦斯突出和瓦斯抽采技术具有巨大的经济效益和安全保障，主要指标比较如下：

在钻孔数量仅为原来的三分之一至四分之一；与穿层钻孔比较每百米减少钻孔长度4500米以上；与传统顺层钻孔比较减少1000米以上；注浆及抽放管路减少1400米以上；水泥黄砂减少150袋以上；马丽散减少200袋以上。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。