薄煤层综采沿空留巷定向钻进抽采临近下煤层瓦斯的方法
【专利摘要】一种薄煤层综采沿空留巷定向钻进抽采临近下煤层瓦斯的方法，对于薄煤层综采工作面，通过沿空留巷的方式在留巷内进行定向钻进抽采下临近高瓦斯煤层的瓦斯。工作面沿空留巷的方式，可以缓解薄煤层开采过程中采掘比大、采掘接替紧张的情况，缩短工作面准备时间，减少半煤岩巷的掘进量，另一方面，在沿空留巷内钻进定向钻孔，定向钻孔使得钻孔大范围布置在下煤层中，大大增加了钻孔抽采煤层瓦斯面积，通过定向钻孔的抽采减少了下临近高瓦斯煤层中瓦斯含量，为下煤层安全高产高效开采提供条件。该方法解决了低透气性高瓦斯煤层瓦斯抽采困难、薄煤层开采采掘比大、掘进率高、采掘接替紧张等问题。
【专利说明】薄煤层综采沿空留巷定向钻进抽采临近下煤层瓦斯的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的沿空留巷定向钻孔抽采瓦斯的方法，尤其适用于薄煤层综采过程中的沿空留巷定向钻进卸压后抽采邻近低透气性煤层瓦斯。
【背景技术】
[0002]薄煤层卸压开采和定向抽采瓦斯技术是煤炭开采技术的一个重要课题，国内外许多专家学者对此做了许多的研究，取得了一些研究成果。薄煤层在我国的储量约占煤炭总储量的20.4%左右，但现行对薄煤层的开采存在采掘比大、掘进率高、采掘接替紧张等问题。对于高瓦斯煤层，在开采前需对煤层瓦斯进行抽采处理确保在开采高瓦斯煤层时不出现安全隐患，对于高瓦斯煤层的瓦斯抽采，现行多在高瓦斯煤层顶板或底板中单独布置一条抽采巷，在抽采巷中布置钻孔抽采高瓦斯煤层中的瓦斯，由于该方法需要单独布置一条岩石巷道，因此存在造价高、工艺复杂等问题。
【发明内容】
[0003]技术问题:本发明的目的是克服已有技术中存在的问题，提供一种简单易行、效果好、经济合理的薄煤层综采沿空留巷定向钻进抽采下临近煤层瓦斯的方法。
[0004]技术方案:本发明的薄煤层综采沿空留巷定向钻进抽采下临近煤层瓦斯的方法，包括如下步骤:
[0005]a.在薄煤层工作面开采过程中，通过沿空留巷的方式，将本煤层工作面运输平巷作为下区段工作面回风平巷；
[0006]b.随着薄煤层工作面在滚筒采煤机割煤、刮板输送机运煤、液压支架支护顶板三个工序协同作用下的不断开采，在距离薄煤层工作面后方不小于20m的沿空留巷内布置一个钻场，并在钻场内布设定向钻机、泥浆泵、钻孔测斜仪器以及辅助设备；
[0007]c.在沿空留巷内布置的钻场内，利用钻机向巷道底板倾斜钻孔，并保证钻孔倾角小于60°，钻孔过程中利用清水作为冲洗介质；
[0008]d.当倾斜钻孔钻进至下煤层顶板位置处时，利用强制造斜器进行造斜钻孔，当钻孔造斜段钻进至下煤层内轨迹改变为水平后，继续水平钻进钻孔，直至设定长度，完成一个钻孔的钻进；
[0009]e.完成一个钻孔的钻进后，重复步骤c、d多次，钻进多个钻孔，直至完成该钻场内的一组钻孔；
[0010]f.安装瓦斯抽采管路，对该钻场内的一组钻孔进行下煤层瓦斯的抽采，抽采的瓦斯通过铺设在工作面运输平巷内的瓦斯管道输送到指定地点；
[0011]g.随着薄煤层工作面不断的推进，沿薄煤层工作面推进方向距离首个钻场每隔15?30m布置一钻场，重复步骤c、d、e、f，完成所有临近下煤层的瓦斯抽采。
[0012]有益效果:本发明根据薄煤层临近下煤层的具体情况，在薄煤层开采过程中通过沿空留巷的方式，预留区段运输巷作为下区段工作面的回风巷，同时在薄煤层工作面沿空留巷中布置钻场，在钻场内布置瓦斯抽采钻孔定向钻进，抽采经过卸压后的临近下煤层中的瓦斯，定向钻进抽采临近高瓦斯下煤层中经卸压后处于游离状态的瓦斯。通过定向钻孔使得钻孔大范围布置在下煤层中，大大增加了抽采煤层瓦斯面积，通过定向钻进抽采瓦斯能够减少临近下煤层的瓦斯含量，更有利于下煤层安全高效开采。通过沿空留巷的方式，一方面可以缓解薄煤层开采过程中半煤岩巷掘进慢、工作面接替紧张的问题，另一方面在沿空留巷内布置钻场抽采下煤层瓦斯，不需要专门布置一条瓦斯抽采巷来完成抽采工作面，从而避免了施工工期长，投资大等问题，定向钻进使得钻孔大范围布置在下煤层中，增大了钻孔抽采煤层瓦斯面积。通过沿空留巷的方式可实现“一巷三用”的目的，留巷前作为开采工作面的运输平巷，留巷后在巷道内布置钻场钻进定向钻孔，回采工作面开采完成后，沿空留巷可作为下区段工作面回风平巷。该方法综合投资较低，具有广泛的实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明的回采工作面生产及沿空留巷和定向钻进平面布置图；
[0014]图2是本发明的垂直于工作面推进方向剖面图。
[0015]图中:1-工作面运输平巷，2-下区段工作面，3-瓦斯管道，4-液压支架，5-滚筒采煤机，6-刮板输送机，7-沿空留巷，8-钻场，9-倾斜钻孔，10-钻机，11-下临近煤层。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述:
[0017]本发明的薄煤层综采沿空留巷定向钻进抽采下临近煤层瓦斯的方法，具体步骤如下:
[0018]a.在薄煤层工作面开采过程中，通过沿空留巷的方式，将本煤层工作面运输平巷I作为下区段工作面2回风平巷；
[0019]b.随着薄煤层工作面在滚筒采煤机5割煤、刮板输送机6运煤、液压支架4支护顶板三个工序协同作用下的不断开采，在距离薄煤层工作面后方不小于20m的沿空留巷7内布置一个钻场8，并在钻场内布设定向钻机10、泥浆泵、钻孔测斜仪器以及辅助设备；
[0020]c.在沿空留巷7内布置的钻场8内，利用钻机向巷道底板倾斜钻孔9，并保证钻孔倾角小于60° ,钻孔过程中利用清水作为冲洗介质；
[0021]d.当倾斜钻孔9钻进至下煤层顶板位置处时，利用强制造斜器进行造斜钻孔，当钻孔造斜段钻进至下临近煤层11内轨迹改变为水平后，继续水平钻进钻孔，直至设定长度，完成一个钻孔的钻进；
[0022]e.完成一个钻孔的钻进后，重复步骤c、d多次，钻进多个钻孔，直至完成该钻场内的一组钻孔；
[0023]f.安装瓦斯抽采管路，对该钻场内的一组钻孔进行下煤层瓦斯的抽采，抽采的瓦斯通过铺设在工作面运输平巷I内的瓦斯管道3输送到指定地点；
[0024]g.随着薄煤层工作面不断的推进，沿薄煤层工作面推进方向距离首个钻场每隔15?30m布置一钻场，重复步骤c、d、e、f，完成所有临近下煤层14的瓦斯抽采。
【权利要求】
1.一种薄煤层综采沿空留巷定向钻进抽采临近下煤层瓦斯的方法，其特征在于，包括如下步骤: a.在薄煤层工作面开采过程中，通过沿空留巷的方式，将本煤层工作面运输平巷(I)作为下区段工作面(2)回风平巷； b.随着薄煤层工作面在滚筒米煤机(5)割煤、刮板输送机(6)运煤、液压支架(4)支护顶板三个工序协同作用下的不断开采，在距离薄煤层工作面后方不小于20m的沿空留巷(7)内布置一个钻场(8)，并在钻场内布设定向钻机(10)、泥浆泵、钻孔测斜仪器以及辅助设备； c.在沿空留巷(7)内布置的钻场(8)内，利用钻机向巷道底板倾斜钻孔(9)，并保证钻孔倾角小于60°，钻孔过程中利用清水作为冲洗介质； d.当倾斜钻孔(9)钻进至下煤层顶板位置处时，利用强制造斜器进行造斜钻孔，当钻孔造斜段钻进至下煤层(11)内轨迹改变为水平后，继续水平钻进钻孔，直至设定长度，完成一个钻孔的钻进； e.完成一个钻孔的钻进后，重复步骤c、d多次，钻进多个钻孔，直至完成该钻场内的一组钻孔； f.安装瓦斯抽采管路，对该钻场内的一组钻孔进行下煤层瓦斯的抽采，抽采的瓦斯通过铺设在工作面运输平巷(I)内的瓦斯管道(3)输送到指定地点； g.随着薄煤层工作面不断的推进，沿薄煤层工作面推进方向距离首个钻场每隔15?30m布置一钻场，重复步骤c、d、e、f，完成所有临近下煤层的瓦斯抽采。
【文档编号】E21C41/18GK104047629SQ201410295227
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】王方田, 宋启, 张村, 张小刚, 白庆升 申请人:中国矿业大学