适于无保护层的单一煤层开采的防治瓦斯突出施工方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及煤炭开采领域，尤其涉及一种适于无保护层的单一煤层开采的防治瓦 斯突出施工方法。
【背景技术】
[0002] 瓦斯综合治理是煤矿安全工作的重中之重，瓦斯抽放则是瓦斯治理的根本有效 措施，是煤与瓦斯突出矿井安全生产的前提条件。
[0003] 自《防治煤与瓦斯突出规定》(2009年版）颁布后，我国的防突工作指导方针发生 了重大的转变，防突工作要坚持区域防突措施先行，局部防突措施补充的基本原则。在没 有保护层可开采（单一煤层）的情况下，如何消除无保护层可采的单一煤层瓦斯突出危险 性在煤炭开采领域是一个技术难题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种适于无保护层的单一煤层开采的防治瓦斯突出施工方 法，以克服无保护层可采的单一煤层瓦斯容易产生突出危险性的技术问题，并且在两次抽 放瓦斯后，在对煤巷进行浅孔排放卸压，以进一步起到防治瓦斯突出的效果。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种适于无保护层的单一煤层开采的防治 瓦斯突出施工方法，包括如下步骤：
[0006] 步骤S100,在煤层底板附近的岩层中施工一条底板岩巷。
[0007] 步骤S200,在所述底板岩巷中向煤层施工若干穿层钻孔，以进行第一次预抽瓦斯。
[0008] 步骤S300,在煤巷工作面向所述煤层施工若干顺层钻孔，以进行第二次预抽瓦斯。 [0009] 步骤S400,对煤巷工作面进行浅孔排放卸压，待检测所述煤层为无突出危险区后， 进行煤巷掘进。
[0010] 优选的，所述底板岩巷垂直于煤层底板下方8-10m。
[0011] 优选的，所述穿层钻孔为7个，且扇形均匀分布，各穿层钻孔分别穿透所述煤层至 少0. 5m ;且钻孔的控制线距离所述底板岩巷的巷道两侧轮廓线外至少各15m。
[0012] 优选的，所述第一次预抽瓦斯和第二次预抽瓦斯的方法相同，且包括如下步骤：
[0013] 步骤S210,对穿层钻孔或顺层钻孔进行封孔，以形成瓦斯抽放通道。
[0014] 步骤S220,将位于各穿层钻孔或顺层钻孔内的瓦斯抽放管连接至一孔板流量计进 行抽放浓度和流量测量，并通过抽放主管路进行抽放。
[0015] 优选的，为了解决上向孔封孔的技术问题，所述步骤S210中对穿层钻孔或顺层钻 孔进行封孔以形成瓦斯抽放通道的方法包括：上向孔封孔，即将注浆管和瓦斯抽放管埋设 于穿层钻孔或顺层钻孔内，且通过注浆管向穿层钻孔或顺层钻孔内部注浆，待瓦斯抽放管 的孔口溢流出水泥浆时，停止注浆至水泥浆凝固，再进行瓦斯抽放。
[0016] 优选的，为了解决下向孔封孔的技术问题，所述步骤S210中对穿层钻孔或顺层钻 孔进行封孔以形成瓦斯抽放通道的方法包括：下向孔封孔，即将瓦斯抽放管埋设于穿层钻 孔或顺层钻孔内，将水泥浆从穿层钻孔或顺层钻孔的孔口灌入至孔内，待孔口溢流出水泥 浆时，停止灌浆。
[0017] 优选的，为了解决水平孔封孔的技术问题，所述步骤S210中对穿层钻孔或顺层钻 孔进行封孔以形成瓦斯抽放通道的方法包括：水平孔封孔，即将瓦斯抽放管、注浆管、排气 管埋设于穿层钻孔或顺层钻孔内，且在穿层钻孔或顺层钻孔内构建第一、第二封孔层，所述 第一、第二封孔层形成一注浆室；瓦斯抽放管贯穿第一、第二封孔层，所述排气管、注浆管穿 过第一封孔层延伸至所述注浆室内进行注浆，待排气管溢流出水泥浆时，停止注浆，再将注 浆管和排气管管口进行封堵。
[0018] 优选的，所述步骤S300中还包括，在第二次预抽瓦斯后，进行残存瓦斯含量测定 的方法，该方法采用三个检测钻孔进行瓦斯残存检测，三个检测钻孔分别设置于煤巷工作 面的中间和两侧，且位于中间的检测钻孔与煤巷工作面的掘进方向一致。
[0019] 优选的，所述浅孔排放卸压的方法包括：
[0020] 当迎头距离煤层的厚度大于2. 4m时，在迎头开设三排呈扇形均匀分布的密集浅 孔；当迎头距离煤层的厚度小于2. 4m时，在迎头开设两排呈扇形均匀分布的密集浅孔；其 中，各排孔数为11个，各钻孔的排放半径为〇. 7m，且钻孔的控制线距离所述煤巷的巷道两 侧轮廓线外至少各5m。
[0021] 又一方面，本发明还提供了一种防治瓦斯突出施工方法，包括如下步骤：
[0022] 步骤S1，在所述煤层的底板附近的岩层中施工一条底板岩巷；
[0023] 步骤S2,在底板岩巷中向所述煤层施工若干穿层钻孔；
[0024] 步骤S3,在底板岩巷中预抽所述煤层瓦斯，对煤层中的瓦斯进行第一次卸压；
[0025] 步骤S4,判断是否达标；如果达标，则进行S5步骤；如不达标，则重复S2步骤、S3 步骤，即加密钻孔继续抽放；
[0026] 步骤S5,在底板岩巷中对所述煤层进行第1次区域防突效果检验；
[0027] 步骤S6,检验是否达标；如果达标，则进行S7步骤；如不达标，则重复S3步骤，即 继续抽放；
[0028] 步骤S7,在所述煤层的煤巷工作面向本煤层施工顺层钻孔；
[0029] 步骤S8,在所述煤巷的工作面向本煤层预抽瓦斯，对煤层中的瓦斯进行第二次卸 压；
[0030] 步骤S9,第2次区域防突效果检验；
[0031] 步骤S10,检验是否达标；如果达标，则进行Sll步骤；如不达标，则重复S8步骤， 即继续抽放；
[0032] 步骤Sll，区域验证；
[0033] 步骤S12,验证是否达标；如果达标，则进行S13步骤；如不达标，则重复S14步骤；
[0034] 步骤S13,在所述煤层中进行煤巷掘进；
[0035] 步骤S14,在所述煤巷的工作面对本煤层钻密集浅孔，使瓦斯自然排放一段时间， 对煤层中的瓦斯进行第三次卸压；
[0036] 步骤S15,在所述煤层中进行工作面防突效果检验；
[0037] 步骤S16,检验是否达标；如果达标，则进行S17步骤；如不达标，则重复S14步骤；
[0038] 步骤S17,在所述煤层中进行煤巷掘进。
[0039] 本发明的有益效果：本发明先做两次区域防突再做一次局部防突，即所述两次区 域防突包括：底板岩巷穿层钻孔预抽煤巷瓦斯区域防突和煤巷工作面顺层钻孔预抽本煤层 瓦斯区域防突，所述局部防突为浅孔排放；具体为，首先在距煤层底板附近的岩层中先施工 一条底板岩巷，在底板岩巷中施工若干穿层钻孔，进行瓦斯抽放；在煤巷掘进前再在本煤 层工作面施工一次若干顺层钻孔，进行瓦斯抽放；最后做浅孔排放的局部措施，效果检验合 格后进行煤巷掘进。本施工方法有效的提高防突效果，并消除效果检验阶段的误差。
【附图说明】
[0040] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0041] 图1示出了本施工方法的流程图；
[0042] 图2示出了本施工方法的具体流程图；
[0043] 图3示出了底板岩巷钻孔布置断面示意图；
[0044] 图4示出了底板岩巷钻孔布置平面示意图；
[0045] 图5示出了上向预抽放孔注浆封孔示意图；
[0046] 图6示出了下向预抽放孔注浆封孔示意图；
[0047] 图7示出了水平孔注浆封孔示意图；
[0048] 图8示出了煤巷钻孔施工平面示意图；
[0049] 图9示出了煤巷第一循环钻孔施工A-A断面示意图；
[0050] 图10示出了煤巷第二循环钻孔施工B-B断面示意图；
[0051] 图11示出了区域效果检验孔的平面布置示意图；
[0052] 图12示出了煤巷工作面密集浅孔平面示意图；
[0053] 图13示出了煤巷工作面密集浅孔C-C断面示意图；
[0054] 图14示出了煤巷工作面密集浅孔的纵向剖面示意图。
[0055] 其中，待掘煤巷101，煤层102,待掘煤巷103,底板岩巷201，巷道两侧轮廓线202， 钻孔的控制线203,穿层钻孔301，瓦斯抽放管401，瓦斯抽放通道402,水泥浆403,注浆管 404,布料405,注浆泵406,阀门407,排气管408,作为第一循环钻孔的顺层钻孔501，作为第 二循环钻孔的顺层钻孔502,区域效果检验孔503,区域检验测试点504,密集浅孔601，局部 效果检验孔a、b、C 0
【具体实施方式】
[0056] 现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以 示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0057] 在突出危险煤层102采掘工作之前，通过均匀分布在突出危险煤层102中的一定 数量的穿层钻孔301和顺层钻孔，分两次大面积预抽煤层102瓦斯，降低煤层102斯压力， 释放煤体弹性潜能，消除瓦斯突出危险性。本所述适于无保护层的单一煤层开采的防治瓦 斯突出施工方法（以下简称施工方法）主要用于消除无保护层可采的单一煤层102瓦斯突 出危险性。防治突出简称为防突。
[0058] 图1示出了本施工方法的流程图。
[0059] 如图1所示，一种适于无保护层的单一煤层开采的防治瓦斯突出施工方法，包括 如下步骤：
[0060] 步骤S100,在煤层102底板附近的岩层中施工一条底板岩巷201。
[0061] 步骤S200,在所述底板岩巷201中向煤层102施工若干穿层钻孔301，以进行第一 次预抽瓦斯，以实现第一次卸压；
[0062] 步骤S300,对煤巷工作面进行浅孔排放卸压，在煤巷工作面向所述煤层102施工 若干顺层钻孔，以进行第二次预抽瓦斯，以实现第二次卸压；
[0063] 步骤S400,待检测所述煤层102为无突出危险区后，进行煤巷掘进。
[0064] 本施工方法采用"2+1"的防突手段，即先做两次区域防突再做一次局部防突。所 述两次区域防突包括：底板岩巷201穿层钻孔3