一种高瓦斯突出煤层立体冲孔石门揭煤新方法与流程

文档序号:13289984阅读:234来源:国知局
技术领域本发明涉及一种高瓦斯突出煤层立体冲孔石门揭煤新方法,用于高瓦斯突出煤层的石门揭煤,防止石门揭煤过程中煤与瓦斯突出动力灾害的发生。

背景技术:
石门是生产系统巷道的主要组成部分,尤其是煤层群开采时,石门是联系各煤层的主要通道,担任煤层群开采时的运输、通风、运料、行人任务,是煤层群开采时必不可少的巷道之一。但是,在高瓦斯突出煤层(群)石门揭煤过程中,由于各岩层的岩性、力学参数、结构等方面存在很大的差异性,在石门揭煤时煤岩体受到剧烈的开采扰动,煤岩体的受力状态和煤层内瓦斯的赋存状态在揭煤瞬间发生突变,极易诱发煤与瓦斯突出动力灾害。一般情况下,石门揭煤前需要对揭煤区域的煤层进行消突处理,常规的措施是施工抽采孔对揭煤区域内的煤层进行瓦斯抽采,由于煤层的透气性普遍较低,导致抽采瓦斯的时间很长,较短时间内难以使煤层内的瓦斯含量和瓦斯压力降低到消突标准以下,即在较短的时间内难以实现高瓦斯煤层消突区域内煤层的消突,揭煤实践表明,低透气性、难揭煤煤层的揭煤时间长则2~3年,同时由于揭煤工程量大,严重影响和制约了生产系统巷道的形成,从而制约了煤矿的安全高效生产。

技术实现要素:
为了解决上述问题,本发明提供了一种高瓦斯突出煤层立体冲孔石门揭煤新方法,用于高瓦斯突出煤层或煤层群石门揭煤区域的消突和石门揭煤。本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是:在所揭煤层上方的巷道内向下施工压裂钻孔至石门揭煤处,在石门揭煤需要消突的区域内施工梳状钻孔,并使梳状钻孔处在煤层内部;在所揭煤层上方的巷道内通过向已施工的压裂钻孔注入高压水对石门揭煤需要消突的区域进行水力压裂。在石门掘进工作面向前施工卸压钻孔至揭煤处,并与上述已施工的压裂钻孔相贯通;在已施工的压裂钻孔内注入高压水对石门揭煤需要消突的区域再次进行水力压裂,使消突区域内的煤层进一步破裂、破碎;在高压水的作用下,破裂、破碎的煤体和煤层内的瓦斯通过石门前方已施工的卸压钻孔运移至石门内,使需要消突区域的煤层内的瓦斯含量和瓦斯压力得到降低,同时降低了该处煤层所受的应力。对煤层中需要消突的区域进行水力压裂、冲孔后,即立体冲孔结束后,封堵石门掘进工作面前方已施工的卸压钻孔;在所揭煤层上方的巷道内通过压裂钻孔向消突区域内的煤层注入水泥浆,以填充注高压水压出的煤体所占有的空间。本发明的有益效果在于,能有效降低消突区域内煤层的瓦斯含量和瓦斯压力,实现高瓦斯突出煤层或煤层群石门揭煤需要消突区域内煤层的消突,可有效防止石门揭煤过程中煤与瓦斯突出动力灾害的发生,为石门安全、快速揭煤提供保障。附图说明图1是本发明揭煤方法的剖面示意图;图2是本发明所揭煤层、巷道与石门的剖面示意图;图3是本发明的压裂钻孔、梳状钻孔的剖面示意图;图中1.煤层;2.巷道;3.石门;4.压裂钻孔;5.梳状钻孔;6.卸压钻孔。具体实施方式下面结合附图对本发明做进一步说明:参见图2和图3,在所揭煤层上方的巷道内,向下施工压裂钻孔直至石门揭煤处,在石门揭煤需要消突的区域内施工梳状钻孔,并使梳状钻孔处在煤层内部。在所揭煤层上方的巷道内,向已施工的压裂钻孔注入高压水对石门揭煤需要消突的区域进行水力压裂。在石门掘进工作面向前施工卸压钻孔直至揭煤处,并与上述已施工的压裂钻孔相贯通。在上述已施工的压裂钻孔内注入高压水再次对石门揭煤需要消突的区域进行水力压裂;在高压水的作用下,破裂、破碎的煤体和煤层内的瓦斯通过石门前方已施工的卸压钻孔运移至石门内。对石门揭煤需要消突的区域进行水力压裂后,即立体冲孔结束后,封堵石门掘进工作面前方已施工的卸压钻孔;在所揭煤层上方的巷道内通过压裂钻孔向已消突区域内的煤层注入水泥浆,填充注高压水压出的煤体所占有的空间。
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