一种煤层群多源瓦斯抽采钻孔联合布置方法与流程

1.本发明属于煤矿井下高效开采领域，具体涉及一种煤层群多源瓦斯抽采钻孔联合布置方法。


背景技术：

2.我国煤炭资源的开发以地下开采为主，瓦斯灾害是高瓦斯、突出矿井安全工作的重点。在煤层顶板内对瓦斯采取穿层钻孔的抽采方法，目前通常选取回风巷道或专用巷道作为工艺巷，通常比较适合在顶板岩石好的回采煤层、压力大且瓦斯含量大的上邻近层等煤层中应用。
3.采煤期间，在采动影响下，周边无法抽采煤层内的大量瓦斯会顺着冒落带、裂隙带等途径涌到回采工作面，使工作面的瓦斯超出限制而引起瓦斯重大事故。若对煤层顶板施工采取上仰钻孔而穿过上方邻近煤层，在钻孔进入到顶板裂隙带的同时施加负压，使进入裂隙带范围内浓度较高的瓦斯在采动影响下被抽采，以达到阻止瓦斯涌到工作面的目的，避免回采煤层受到不良影响。为了使煤层瓦斯在抽采效率上有所提高，确保抽采瓦斯的浓度，在钻孔抽采作业中，需对此类钻孔轨迹加以控制，避免进入冒落带范围以免降低钻孔抽放瓦斯的浓度，无法实现预期效果
4.在布置瓦斯的钻孔层位时，需要对两个方面进行考虑，一是煤层在开采后所形成的变化规律，二是煤岩的赋存条件。顶板岩石水平长钻孔抽采的瓦斯位置主要有部分采空区、采空区所影响到的上覆邻近层、裂隙带，缩减瓦斯在工作面的涌出量。从覆岩以及瓦斯的相关规律看，裂隙带下方充分发育的裂隙处属于冒落区瓦斯、邻近层瓦斯等主要的聚集处，现有技术通常在此处布置钻孔。但是现有技术布置开采钻孔比较简单，抽采位置集中，并不能很好的做到括采前解突预抽、采中煤气共采、采后穿层预抽三个环节，因此急需进行改进。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足之处，提供一种煤层群多源瓦斯抽采钻孔联合布置方法，针对破碎程度高的煤层环境更加安全、可靠，对煤层的开采程度更高。
6.为实现上述技术目的，本发明的一种煤层群多源瓦斯抽采钻孔联合布置方法，包括以下步骤：
7.s1、在煤层工作面施工完成后，在工作面的回风顺槽间隔距离布置多个钻场；
8.s2、在回风顺槽、运输顺槽中沿工作面推进方向向煤层中间隔距离垂直打入顺层钻孔，利用顺层钻孔对煤层进行瓦斯抽采，以减少开采中瓦斯泄露的危险，回风顺槽和运输顺槽中布置的顺层钻孔在煤层中形成交替布置的状态；
9.s3、对工作面进行开采，虽则工作面的推进，依次从预先布置的钻场向采空区上方形成的断裂带布置多道高位钻孔，并通过高位钻孔根据需要向断裂带注入回填浆液或者防火泥浆；
10.s4、当工作面开采结束后，通过每个钻场向巷道底板下方布置扇形分布的多根下向穿层钻孔，下向穿层钻孔穿过下伏岩层直至下伏煤层进行瓦斯抽采，从而提前对下层煤层进行瓦斯的预先开采，为下层未曾的开采提前做好预备工作。
11.进一步，钻场的布置间距为50m～150m，每个钻场中布置的高位钻孔或者下向穿层钻孔均以两排方式1-n和2-n上下排列，同排孔之间间距控制在3m-7m。
12.进一步，顺层钻孔与煤层平行布置，沿煤层高度方向上共设置1-#、2#上下两排钻孔，顺层钻孔呈三花眼布置方式，孔间距范围为5m-15m，钻孔直径为70mm-120mm，钻孔长度应大于工作面长度的一半。
13.进一步，高位钻孔向上穿过煤层的顶板到达岩层，钻孔端部并最终到达采空区上方的导裂带内。
14.进一步，高位钻孔在向断裂带注入回填浆液或者防火泥浆之前，需要接入瓦斯抽采设备进行瓦斯抽采，防止顶板煤层中的瓦斯因为断裂带产生泄露。
15.有益效果：1)本方法中各抽采钻孔以不同形式布置，对不同位置进行抽采，可对煤层全方位的治理；2)本方法中各抽采孔于不同阶段作用，保证全时段抽采工作，贯穿煤层开采始末，可对厚煤层瓦斯实现全过程治理。3)以上时空两方位高效综合治理方案，为厚煤层开采提供条件。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明煤层群多源瓦斯抽采钻孔联合布置方法实施例的实施示意图；
18.图2为本发明实施例中
ⅰ‑ⅰ
的截面图；
19.图3为本发明实施例中
ⅱ‑ⅱ
的截面图。体现钻场12中的下向穿层钻孔9布置示意图。
20.图中：1-顶板；2-煤层；3-底板(3)；4-运输顺槽；5-下伏岩层；6-下伏煤层；7-采空区；8-断裂带；9-下向穿层钻孔；10-高位钻孔；11-回风顺槽；12-钻场；13-顺层钻场；14-上伏岩层；15-工作面；
具体实施方式
21.为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整地描述。
22.如图1所示，本发明的煤层群多源瓦斯抽采钻孔联合布置方法，
23.首先，在煤层开采前，布置顺煤层钻孔进行采前解突预抽，确认煤层无突出危险后进行回采作业；然后，在工作面开采过程中，从上平巷沿顶板至采空区导裂带布置高位钻孔与定向长钻孔，进行煤气共采；最后，在煤矿开采结束后，利用现有开采巷道系统，布置穿层钻孔至下伏煤层，进行下伏煤层采后穿层预抽。本布置方法可实现多层煤瓦斯全过程、全方位的综合治理，方法简单，容易操作，对高瓦斯煤层群安全开采提供保障。
24.步骤如下：
25.s1、工作面15形成后，在工作面15的回风顺槽11布置钻场12；
26.s2、在回风顺槽11、运输顺槽4，沿工作面推进方向布置顺层钻孔13；
27.s3、工作面2开采中，在钻场12内布置高位钻孔10；
28.s4、工作面2开采后，在钻场12内布置下向穿层钻孔9。
29.如图3所示，步骤s1中的钻场12设置若干组，钻场间距一般为50m～150m，每组钻场下排钻孔以两排方式1-n和钻场上排钻孔2-n上下排列，
30.如图2所示，步骤s2中顺层钻孔13与煤层平行布置，沿煤层2高度方向上共设置顺层条带钻孔下排钻孔1-#和顺层条带钻孔上排钻孔2#上下两排钻孔，呈三花眼布置方式，孔间距范围为5m-15m，钻孔直径为70mm-120mm，钻孔长度应大于工作面15长度的一半。
31.步骤3中在回风顺槽11向上穿过煤层2的顶板1到岩层14布置高位钻孔10，高位钻孔10应到达采空区7上方的导裂带8内。
32.本发明所述的一种煤层群多源瓦斯抽采钻孔联合布置方法，其中，步骤4中在回风顺槽11内的钻场12，由煤层2的底板3穿过下伏煤层6的下伏岩层布置穿层钻孔9。
33.通过实例可以证明，该技术方案能够安全可靠的处理厚煤层构造带引起的瓦斯低解析低渗透问题；抽采孔布置形式的不同，能够将抽采有效区域发挥到更大效益；抽采孔对不同位置进行抽采，可对煤层全方位的治理；抽采孔于不同阶段作用，保证全时段抽采工作，贯穿煤层开采始末，可对厚煤层瓦斯实现全过程治理；时空两方位高效综合治理方案，能够有效解决厚煤层构造带引起的瓦斯低解析低渗透问题。
34.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。