矿山用高瓦斯低透气性煤层煤巷快速掘进方法与流程

本发明涉及一种掘进方法，尤其是涉及一种矿山用高瓦斯低透气性煤层煤巷快速掘进方法。

背景技术：

高瓦斯低透气性煤层巷道掘进过程中极易引起煤与瓦斯突出事故，造成重大人员及财产损失。因此，高瓦斯低透气性煤层能否快速采掘一直以来是限制我国煤矿安全高效开采的难题之一。

目前，在煤与瓦斯共采的大环境下，大部分矿井煤层的开采都使用先抽采瓦斯、后掘进采煤的工艺方式。但此类方法针对透气性较好的煤层瓦斯抽采效果较好；对于低透气性煤层而言，直接抽采瓦斯效果很差。目前对高瓦斯低透气性煤层的开采，做法如下，首先在高瓦斯低透气性煤层中开设注水孔，之后往注水孔中注水，使煤层产生裂隙，在注水孔中插入抽采管，在注水孔中插入抽采管，利用负压和抽采管对煤层中的瓦斯进行抽采，然而采用此种方法进行瓦斯抽采，使用注水孔产生裂隙后，煤层裂隙易闭合，因此瓦斯抽采时，抽采的瓦斯数量较少，不能实现对煤层中的瓦斯有效抽采，使煤层中仍然聚集较多的瓦斯，煤层内瓦斯浓度不能达到安全开采要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种有效抽采煤层内瓦斯的矿山用高瓦斯低透气性煤层煤巷快速掘进方法。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种矿山用高瓦斯低透气性煤层煤巷快速掘进方法，包括：

在目标掘进煤层的底部岩层开设炮孔；

在目标掘进煤层的底部岩层中开设抽采孔，所述抽采孔位于所述炮孔下侧；

在所述抽采孔中设置抽采管；

在所述炮孔中放置安全炸药，封堵所述炮孔，引爆所述安全炸药；

爆破后，通过所述抽采管抽采目标煤层内瓦斯，待目标煤层内瓦斯浓度低于规范值时，进行煤巷掘进。

本发明所述的矿山用高瓦斯低透气性煤层煤巷快速掘进方法，其中，所述在目标掘进煤层的底部岩层开设炮孔，包括：

在目标掘进煤层的巷道中，距离掘进头8-15米处开设下行钻场，所述钻场位于所述巷道一侧；

在下行钻场中沿着岩层开设炮孔。

本发明所述的矿山用高瓦斯低透气性煤层煤巷快速掘进方法，其中，所述在目标掘进煤层的底部岩层开设炮孔，包括：

在目标掘进煤层的底部开设炮孔，所述炮孔距离煤层底板距离为0.5-1.5米。

本发明所述的矿山用高瓦斯低透气性煤层煤巷快速掘进方法，其中，所述在目标掘进煤层的底部岩层开设炮孔，包括：

在目标掘进煤层的底部开设炮孔，所述炮孔长度为80-150米。

本发明所述的矿山用高瓦斯低透气性煤层煤巷快速掘进方法，其中，所述在目标掘进煤层的底部岩层中开设抽采孔，所述抽采孔位于所述炮孔下侧，包括：

在目标掘进煤层的底部岩层中开设抽采孔，所述抽采孔数量为1-5个。

本发明所述的矿山用高瓦斯低透气性煤层煤巷快速掘进方法，其中，所述在目标掘进煤层的底部岩层中开设抽采孔，所述抽采孔位于所述炮孔下侧，包括：

在目标掘进煤层的底部岩层中开设抽采孔，所述抽采孔距离煤层底板距离为1.5-3米。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明使用时，通过在目标掘进煤层的底部开设炮孔，通过在炮孔内安装炸药，将底部岩层与目标掘进煤层通过安全炸药炸出裂隙，裂隙遍布目标掘进煤层与底部岩层中，此时抽采管通过裂隙对煤层中的瓦斯进行抽采，由于岩层较硬，因此在岩层中的裂隙不会闭合，因此可以通过岩层的裂隙及煤层的裂隙将煤层中的瓦斯，由煤层中的裂隙流入岩层裂隙，进而进入抽采管将瓦斯抽走，由于煤层因爆炸产生大量裂隙，所以可以有效的将煤层中的瓦斯抽取，使煤层中的瓦斯浓度降低到安全开采要求值以下，进而实现煤层巷道的安全掘进。

附图说明

图1为本发明实施例整体视图；

图2为本发明实施例俯视图；

图3为图2的a-a剖视图；

图4为图2的b-b剖视图；

图5为图2的c-c剖视图

具体实施方式

请参阅图1-5所示，本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“上”、“下”、“下面”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其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元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，在煤与瓦斯共采的大环境下，大部分矿井煤层的开采都使用先抽采瓦斯、后掘进采煤的工艺方式。但此类方法针对透气性较好的煤层瓦斯抽采效果较好；对于低透气性煤层而言，直接抽采瓦斯效果很差。目前对高瓦斯低透气性煤层的开采，做法如下，首先在高瓦斯低透气性煤层中开设注水孔，之后往注水孔中注水，使煤层产生裂隙，在注水孔中插入抽采管，在注水孔中插入抽采管，利用负压和抽采管对煤层中的瓦斯进行抽采，然而采用此种方法进行瓦斯抽采，使用注水孔产生裂隙后，煤层裂隙易闭合，因此瓦斯抽采时，抽采的瓦斯数量较少，不能实现对煤层中的瓦斯有效抽采，使煤层中仍然聚集较多的瓦斯，煤层内瓦斯浓度不能达到安全开采要求。

基于此，本实施例提供一种矿山用高瓦斯低透气性煤层煤巷快速掘进方法，包括：

s101在目标掘进煤层7的底部岩层开设炮孔2；

s102在目标掘进煤层7的底部岩层中开设抽采孔1，所述抽采孔1位于所述炮孔2下侧；

s103在所述抽采孔1中设置抽采管；

s104在所述炮孔2中放置安全炸药，封堵所述炮孔2，引爆所述安全炸药；

s105爆破后，通过所述抽采管抽采目标煤层内瓦斯，待目标煤层内瓦斯浓度低于规范值时，进行煤巷掘进。

本实施例使用时，通过在目标掘进煤层的底部开设炮孔2，通过在炮孔2内安装炸药，将底部岩层与目标掘进岩层通过安全炸药炸出裂隙9，裂隙9遍布目标掘进煤层与底板岩层中，此时抽采管通过裂隙9对煤层中的瓦斯进行抽采，由于岩层较硬，因此在岩层中的裂隙9不会闭合，因此可以通过岩层的裂隙9及煤层的裂隙将煤层中的瓦斯，由煤层中的裂隙流入岩层裂隙9，进而进入抽采管将瓦斯抽走，由于煤层因爆炸产生大量裂隙9，所以可以有效的将煤层中的瓦斯抽取，使煤层中的瓦斯浓度降低到安全开采要求值以下，进而实现煤层巷道的安全掘进。

需要说明的是，抽采管后端连接负压装置，用于对抽采管产生负压，使用负压对瓦斯进行抽采，抽采时可以使用抽采装置与抽采管连接产生负压，抽采装置为本领域现有技术，在此不作描述；抽采管采用侧面开口，一端封堵的管道即可，此为现有技术在此不作详细描述；目标掘进煤层是指待挖掘的煤层；安全炸药可以采用水胶炸药，水胶炸药为现有技术在此不作详细描述，对炮孔2进行封堵时，可以采用炮泥封孔，此为现有技术，在此不作详细描述，安全炸药爆炸时会将抽采管周围炸出裂隙9。

进一步需要说明的是，本实施例安全炸药暴破后，爆破震动煤层顶板后，顶板岩层产生裂隙，由于裂隙的产生及扩张，进而可以在一定程度上释放煤矿的弹性势能，可以避免冲击矿压的危害；爆破震动使煤层顶板所产生的裂隙，破坏了顶板的完整性，释放了顶板的弹性势能，可以有效的避免坚硬顶板的大面积来压的危害；最后煤矿顶板弹性势能释放以后，会将巷道两侧支撑压力峰值转移到煤体两侧深部围岩中，有利于巷道支护。

进一步的，s101所述在目标掘进煤层7的底部岩层开设炮孔2，包括：

s1011在目标掘进煤层7的巷道6中，距离掘进头8-15米处开设下行钻场3，所述钻场3位于所述巷道6一侧；

s1012在下行钻场3中沿着岩层开设炮孔2。

通过在掘进头8-15米处开设下行钻场3，可以在掘进头4处留下充足的空间供掘进施工，便于综掘机或者人员、材料进入，同时将钻场3开设在巷道6一侧，方便施工人员及相关机械在巷道6中移动及架设。

需要说明的是，掘进头是指煤层掘进处，如图2所示，在开设了钻场之后，为了将掘进头处瓦斯抽除，抽采管与炮孔2开设时均应与巷道6方向有一定夹角，使炮孔2与抽采孔1均位于煤层掘进处，煤层掘进处瓦斯被抽采；下行钻场3的底部要低于巷道6一定高度，比较好的是低于巷道底部3.5米以上，便于炮孔的开设，下行钻场3处设置人行台阶，便于工作人员从下行钻场3行进到巷道中。

在一些实施例中，s101所述在目标掘进煤层7的底部岩层开设炮孔2，包括：

s1013在目标掘进煤层的底部开设炮孔2，所述炮孔2距离煤层底板距离为0.5-1.5米；

s1014在目标掘进煤层的底部开设炮孔2，所述炮孔2长度为80-150米；

实际使用过程中，炮孔2距离煤层底板距离为0.5-1.5米时，爆破效果较好，可以更好的对瓦斯进行抽采；炮孔2长度为80-150米时，可以更好的抽采瓦斯，加快掘进速度。

需要说明的是，在煤层巷道的掘进过程中，目标掘进煤层的底部与煤层底部的岩层顶部相接触的。

在一些实施例中，s102在目标掘进煤层的底部岩层中开设抽采孔1，所述抽采孔1位于所述炮孔2下侧；

s1021在目标掘进煤层的底部岩层中开设抽采孔1，所述抽采孔1数量为1-5个；

s1022在目标掘进煤层的底部岩层中开设抽采孔1，所述抽采孔1距离煤层底板距离为1.5-3米。

实际使用过程中，抽采孔1数量为1-5个时，可以更好的对瓦斯进行抽采；抽采孔1距离煤层底板距离为1.5-3米，可以更好的抽采瓦斯，加快掘进速度。

以上所述的实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。