高层位前后式钻孔采空区抽采结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种煤矿瓦斯抽放结构，具体为一种高层位前后式钻孔采空区抽采结构。
【背景技术】
[0002]近年来，为有效降低采煤工作面采空区瓦斯对煤矿安全生产的制约，各煤业集团、矿井及煤炭科学研宄单位对采煤工作面采空区瓦斯治理技术进行了大量研宄。主要采取技术手段有:通过增加采空区密闭强度降低采空区瓦斯外溢、增加采空区瓦斯抽放方式和方法提升采空区瓦斯抽放效率。
[0003]通过增加采空区密闭强度的技术手段主要是从“封堵”瓦斯环节降低采空区瓦斯外溢，属于采空区瓦斯抑制技术，不能达到治理采空区瓦斯的根本目的。增加采空区瓦斯抽放方式和方法主要是从“抽排”角度治理采空区瓦斯，是采空区瓦斯治理的“根本方法”，同时也是目前矿井采空区瓦斯治理的主要发展方向。
[0004]煤矿在上层综采工作面回采过程中，采空区瓦斯的大量涌出是造成上隅角及采面回风巷瓦斯高值的主要原因，导致采面上隅角、工作面瓦斯浓度经常处于预警临界状态，严重制约了矿井安全生产。我矿采用抽放手段治理采空区瓦斯的方法以“采空区闭墙埋管抽放”、“地面采空区抽放钻井”、“高位钻孔抽采”三位一体采空区瓦斯抽采技术。通过以上三种方法可以起到降低采面上隅角、工作面瓦斯浓度，但仍存在一系列问题，比如:1、采用密闭埋管进行采空区瓦斯抽放，但受工作面回采前期采空区垮落不完全、抽采范围局限等原因，表现为抽采浓度低，抽采负压不集中，导致采空区瓦斯抽放效果不明显；2、采用地面抽放钻井时，当采空区推进揭露及超过域地面钻井覆盖时抽放瓦斯浓度不稳定，呈骤升骤减趋势，采空区推进超过钻井有效范围以后，地面钻井的瓦斯浓度达到最低点，迫使关闭钻井；3、采用高位钻孔抽采时，采空区瓦斯抽放量较低，钻孔施工地点分散，施工工期较长，且不便于管理及数据观测。
【发明内容】
[0005]本实用新型为了解决降低采面上隅角、工作面瓦斯浓度的问题，提供了一种高层位前后式钻孔采空区抽采结构。
[0006]本实用新型的技术方案是，一种高层位前后式钻孔采空区抽采结构，包括工作面、采空区，两侧的第一进风顺槽和第二进风顺槽，一个回风顺槽，以及回风顺槽和第二进风顺槽之间的联络横j 11，在联络横j 11上中部连接有岩石斜巷，岩石斜巷为向上30 °的倾角，岩石斜巷末端连接抽采钻场，在抽采钻场内呈放射状布置若干钻孔。
[0007]抽采钻场规格为:宽4米、高2.5米、长6米，岩石斜巷规格为:宽2米、高2.5米、长26米。在抽采钻场内呈放射状布置共16个钻孔，开孔高度均为1.5米，倾角为3.31°?8.4°，钻孔深度54?138米，钻孔孔径均为94mm，钻孔末端连接抽放管并用封孔装置封孔，封孔长度不少于6米。钻孔方位角从左至右为187°?337°，平均钻孔深度为109.7米，封孔装置为水泥注浆和膨胀剂混合物。钻孔孔口抽采负压不小于5KPa。高层位前后式钻孔控制区域宽度为综采工作面方向距上隅角50米范围内，控制区域长度为采面顺槽高抽钻场前后300米范围内。
[0008]与现有技术相比，本实用新型所述的结构是在综采工作面回风顺槽横川内爬坡施工距3#煤层顶板12米的高抽钻场，并在高抽钻场内向综采工作面顶板区域布置高层位前后式抽采钻孔，随着工作面推进逐个揭露钻孔后，通过连接井下抽放管路产生负压进行采空区瓦斯抽采，改变了高浓度瓦斯向巷道空间流动的流场分布状况，使上隅角处的瓦斯浓度降至0.3%以下，从而解决了上分层综采工作面上隅角及回风巷瓦斯超限问题。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型的结构示意图；
[0010]图2为岩石斜巷的结构图；
[0011]图中:1_采空区、2-第一进风顺槽、3-工作面、4-第二进风顺槽、5-回风顺槽、6-联络横川、7-岩石斜巷、8-抽米钻场、9-煤层。
【具体实施方式】
[0012]如图1所示意，一种高层位前后式钻孔采空区抽采结构，包括工作面3、采空区1，两侧的第一进风顺槽2和第二进风顺槽4，一个回风顺槽5，以及回风顺槽5和第二进风顺槽4之间的联络横川6，在联络横川6上中部连接有岩石斜巷7，岩石斜巷7为向上30°的倾角，岩石斜巷7末端连接抽采钻场8，在抽采钻场内呈放射状布置若干钻孔。
[0013]如图2所示意，抽采钻场8规格为:宽4米、高2.5米、长6米，岩石斜巷7规格为:宽2米、高2.5米、长26米。
[0014]如图1所示意，在抽采钻场8内呈放射状布置共16个钻孔，开孔高度均为1.5米，倾角为3.31°?8.4°，钻孔深度54?138米，钻孔孔径均为94mm，钻孔末端连接抽放管并用封孔装置封孔，封孔长度不少于6米。钻孔方位角从左至右为187°?337°，平均钻孔深度为109.7米，封孔装置为水泥注浆和膨胀剂混合物。
[0015]本实用新型所述的技术方案具有以下优点:
[0016](I)在高抽钻场内布置前后式高层位钻孔，随着工作面推进至高抽钻场位置时，前方高层位钻孔揭露完毕，随即可通过揭露在高抽钻场内提前施工的后方高层位钻孔进行采空区抽采，保证了整个回采工作面采空区瓦斯抽采的连续性。
[0017](2)钻场后方高层位钻孔理论上是钻孔终孔位置全部落入采空区后才会出现高浓度瓦斯，但实际上只要形成钻孔，可以抽放临近层瓦斯，避免临近层瓦斯大量涌入采空区。
[0018](3)通过利用高层位前后式钻孔抽放采空区瓦斯，可以有效地解决工作面初采瓦斯问题，顶板走向钻孔(高位钻孔)不能发挥抽放效果时的瓦斯问题，使得工作面在初采期间即可进行采空区瓦斯抽放。
[0019](4)全部钻孔落入采空区后，大部分所有钻孔浓度均保持在80%以上，但随着工作面的推进，中部的钻孔浓度会逐渐降低(浓度10%左右)，服务时间不长。
[0020](5)采空区的瓦斯涌出量和积聚量也是有限的，由于高层位前后式钻孔的连续抽采，会使采空区的瓦斯涌出量和积聚量大幅减少，从而，也会降低由于采空区矸石冒落而引起瓦斯爆炸事故的发生机率。
[0021](6)由于高层位前后式钻孔的存在，给采空区瓦斯提供了一个直排通道(钻孔均为高负压)，进而改变了高浓度瓦斯向回采工作面及上隅角后方老塘处流动的流场分布状况，避免由于采空区瓦斯涌出造成的上隅角等地点发生瓦斯超限事故。
[0022](7)高层位前后式钻孔布置在双巷横川之间，并且将每个钻孔连接至密闭外，即使回采工作面推过以后，也便于管理，随时监测钻孔瓦斯抽采参数。
【主权项】
1.一种高层位前后式钻孔采空区抽采结构，其特征在于:包括工作面(3)、采空区(1)，两侧的第一进风顺槽(2)和第二进风顺槽(4)，一个回风顺槽(5)，以及回风顺槽(5)和第二进风顺槽(4)之间的联络横川(6)，在联络横川(6)上中部连接有岩石斜巷(7)，岩石斜巷(7)为向上30°的倾角，岩石斜巷(7)末端连接抽采钻场(8)，在抽采钻场内呈放射状布置若干钻孔。
2.根据权利要求1所述的高层位前后式钻孔采空区抽采结构，其特征在于:抽采钻场(8)规格为:宽4米、高2.5米、长6米，岩石斜巷(7)规格为:宽2米、高2.5米、长26米。
3.根据权利要求1所述的高层位前后式钻孔采空区抽采结构，其特征在于:在抽采钻场(8)内呈放射状布置共16个钻孔，开孔高度均为1.5米，倾角为3.31°?8.4°，钻孔深度54?138米，钻孔孔径均为94mm，钻孔末端连接抽放管并用封孔装置封孔，封孔长度不少于6米。
【专利摘要】本实用新型涉及一种煤矿瓦斯抽放结构，具体为一种高层位前后式钻孔采空区抽采结构。解决降低采面上隅角、工作面瓦斯浓度的问题。一种高层位前后式钻孔采空区抽采结构，包括工作面、 采空区，两侧的两个进风顺槽，一个回风顺槽，以及回风顺槽和进风顺槽之间的联络横川，在联络横川上中部连接有岩石斜巷，岩石斜巷为向上30°的倾角，岩石斜巷末端连接抽采钻场，在抽采钻场内呈放射状布置若干钻孔。改变了高浓度瓦斯向巷道空间流动的流场分布状况，使上隅角处的瓦斯浓度降至0.3%以下，从而解决了上分层综采工作面上隅角及回风巷瓦斯超限问题。
【IPC分类】E21F7-00
【公开号】CN204327172
【申请号】CN201420601564
【发明人】张学亮, 晋树青, 贾智慧, 郭向兵, 闫敏, 李培洋
【申请人】山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年10月17日