一种递进掩护式瓦斯卸压抽采方法技术

一种递进掩护式瓦斯卸压抽采方法，尤其适用于穿层钻孔对松软高突煤层中煤巷条带瓦斯的卸压消突抽采。从底板巷向上方煤巷两侧的煤层递进施工穿层掩护钻孔，针对高瓦斯突出煤层由于具有较强的突出倾向性，直接通过钻孔施工卸压增透措施，会对原始煤体产生剧烈扰动，诱发喷孔的现象，建立了底板穿层条件下普通钻孔和冲割钻孔的耦合模式，将钻孔划分为隔断孔、掩护孔和卸压孔。通过合理布置普通穿层钻孔和“钻‑冲‑割”耦合卸压钻孔，提高区域煤体的瓦斯抽采效果，避免出现消突空白带和喷孔现象，显著提升了钻孔施工速度和瓦斯抽采效果，该技术对不同赋存状态的煤层均具有良好的适应性。

Progressive shielding type gas pressure relief mining method

The utility model relates to a progressive shield type gas pressure relief mining method, in particular to a drilling hole with a penetrating layer, which is used for unloading, eliminating outburst and extracting gas from the gas in the coal seam of the coal seam in the soft and high outburst seam. Wear layer from the bottom to the top cover drilling roadway of coal roadway seam on both sides of the progressive construction, according to the coal seam gas outburst due to outburst strong, directly through the drilling pressure relief measures will lead to severe disturbance of the original coal, induced by spray hole phenomenon, established coupling model on the bottom layer of ordinary drilling under the condition of blanking and drilling, drilling hole, hole cover is divided into partitions and pressure relief hole. Through the rational layout of ordinary borehole and drilling Chong cut \coupling of borehole pressure relief, improve the regional coal gas drainage effect, avoid outburst of blank tape and orifice phenomenon, significantly improve the drilling speed and gas drainage effect, the technology of coal seam in different state are good adaptability.

【技术实现步骤摘要】
一种递进掩护式瓦斯卸压抽采方法
本专利技术涉及一种递进掩护式瓦斯卸压抽采方法，尤其适用于当瓦斯压力达到2.0MPa或者打钻期间发生动力现象的煤层区域，属高瓦斯突出的煤层开采

技术介绍
我国高瓦斯突出的煤层具有微孔隙、低渗透、高吸附的特点，使得采前瓦斯预抽难、瓦斯预抽效果差，因此必须采取专门的措施来增加煤层透气性，提高瓦斯抽采率。水力割缝、水力冲孔等水力化措施是目前主要的卸压增透方法，通过在钻孔内破坏煤体，形成卸压空间，使得周围煤体渗透率提高。但是，由于煤层赋存复杂多变，煤体结构软硬不均，对于不同的瓦斯地层，各种方法的应用效果也不同，单一的水利化方法难以满足区域内不同条件煤体的治理要求。为了解决这一系列问题，有效的减少高瓦斯突出煤层中穿层钻孔的喷孔、堵孔现象，本专利技术提出一种递进掩护式瓦斯卸压抽采方法，实现区域煤体的整体卸压增透，减少预抽钻孔数量和长度，提高了煤层瓦斯预抽率。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种安全、高效、经济，能有效解决现有钻孔卸压增透技术适用性较差的问题，结合水力冲孔与水力割缝的技术优势，建立底板穿层条件下普通钻孔和“钻-冲-割”钻孔的耦合模式，将钻孔划分为隔断孔、掩护孔和卸压孔，通过优化分析钻孔施工的先后顺序及其空间位置，增加了穿层钻孔的影响范围和卸压效果，从而实现区域瓦斯的高效抽采。技术方案：本专利技术的递进掩护瓦斯卸压抽采方法，包括如下步骤：a.从底板巷向上方煤巷两侧的煤层施工穿层上隔断孔和下隔断孔；b.对上隔断孔和下隔断孔进行瓦斯预抽采，上隔断孔抽采瓦斯隔断煤巷上帮瓦斯向煤巷运移，下隔断孔抽采瓦斯隔断煤巷下帮瓦斯向煤巷运移；c.在上隔断孔和下隔断孔之间，从底板巷向上方的煤层间隔施工多个穿层掩护孔进行瓦斯预先抽采，降低煤层中的瓦斯含量和压力，防止喷孔发生；d.预抽一段时间后，煤层中的瓦斯含量和压力逐渐降低，当煤层瓦斯压力趋于稳定后，在多个穿层掩护孔的掩护下施工多个穿层卸压钻孔，采用“钻-冲-割”一体化作业方法，使穿层卸压钻孔内产生大量卸压空间，在煤层中形成裂隙网络，从而使煤层瓦斯大量解吸流动，在煤巷掘进区域以及煤巷条带内实现卸压；e.煤巷条带区域实现卸压后，煤层的有效应力降低，渗透率增大，再从底板巷向上方的煤巷两侧附近的煤层施工多个穿层强化抽采孔，对预抽区域进行强化瓦斯抽采，进一步降低瓦斯压力和含量；f.重复步骤a-e多次，完成多组递进掩护瓦斯卸压钻孔，钻孔组组间距b为6m，有利于孔间相互耦合实现对煤体均匀卸压，实现高瓦斯突出煤层的煤巷条带区域的整体卸压消突。所述的上隔断孔和下隔断孔各至少为2个，上隔断孔之间的孔间距和上隔断孔之间的孔间距分别为2.5-3.5m。所述的多个穿层掩护孔为2-4个,孔间距a为2.5-3.5m。所述的多个穿层卸压钻孔为2-4个,孔间距a为2.5-3.5m。所述的多个穿层强化抽采孔至少有2个,孔间距a为2.5-3.5m。如果煤巷条带区域内有断层、或构造煤的特殊地质构造时，可增加穿层卸压钻孔的数量，保证区域煤体整体卸压。有益效果：由于采用了上述技术方案，本专利技术针对高瓦斯突出煤层由于具有较强的突出倾向性，直接通过钻孔施工卸压增透措施，会对原始煤体产生剧烈扰动，诱发喷孔的现象，建立了底板穿层条件下普通钻孔和冲割钻孔的耦合模式，将钻孔划分为隔断孔、掩护孔和卸压孔，通过优化分析钻孔施工的先后顺序及其空间位置，有序实现整体卸压增透，破解了普通钻孔瓦斯抽采存在的“孤岛”效应，避免出现消突空白带和喷孔现象，显著提升了钻孔施工速度，增加煤层透气性，提高瓦斯抽采效率，进而减少预抽钻孔数量，缩短预抽时间，对不同赋存状态的煤层均具有良好的适应性。不仅增加了穿层钻孔的影响范围和卸压效果，而且实现了区域瓦斯的高效抽采。本专利技术在现场应用效果显著，递进掩护式瓦斯卸压抽采方法实施后，瓦斯抽采浓度和流量都有所提升，预抽高突煤层煤巷条带瓦斯的穿层钻孔数减少了32.5％，穿层钻孔长度减少了42.9％，煤巷区域消突效果显著，掘进速度明显提高，该技术起到了良好的卸压增透效果，为高突煤层瓦斯抽采提供了可靠的技术保障。其方法简单，操作方便，安全、高效、经济适用，具有广泛的实用性。附图说明图1是本专利技术的递进掩护式瓦斯卸压抽采方法示意图；图2是本专利技术的钻孔布置平面示意图。图中：1-底板巷，2-煤层，3-煤巷，4-上隔断孔，5-上隔断孔，6-下隔断孔，7-下隔断孔，8-上穿层掩护孔，9-中穿层掩护孔，10-下穿层掩护孔，11-上穿层卸压钻孔，12-中穿层卸压钻孔，13-下穿层卸压钻孔，14-裂隙网络，15-上穿层强化抽采孔，16-下穿层强化抽采孔，a-孔间距，b-钻孔组间距。具体实施方式本专利技术的递进掩护瓦斯卸压抽采方法，包括如下步骤：a.从底板巷1向上方煤巷3两侧的煤层2施工穿层上隔断孔和下隔断孔；所述的上隔断孔和下隔断孔各至少为2个，上隔断孔之间的孔间距和上隔断孔之间的孔间距a分别为2.5-3.5m。b.对上隔断孔和下隔断孔进行瓦斯预抽采，上隔断孔抽采瓦斯隔断煤巷上帮瓦斯向煤巷3运移，下隔断孔抽采瓦斯隔断煤巷下帮瓦斯向煤巷3运移；c.在上隔断孔和下隔断孔之间，从底板巷1向上方的煤层2间隔施工多个穿层掩护孔进行瓦斯预先抽采，降低煤层中的瓦斯含量和压力，防止喷孔发生；所述的多个穿层掩护孔为2-4个,孔间距a为2.5-3.5m。d.预抽一段时间后，煤层2中的瓦斯含量和压力逐渐降低，当煤层瓦斯压力趋于稳定后，在多个穿层掩护孔的掩护下施工多个穿层卸压钻孔，多个穿层卸压钻孔为2-4个,孔间距a为2.5-3.5m。采用“钻-冲-割”一体化作业方法，使穿层卸压钻孔内产生大量卸压空间，在煤层2中形成裂隙网络14，从而使煤层2瓦斯大量解吸流动，在煤巷3掘进区域以及煤巷3条带内实现卸压；e.煤巷3条带区域实现卸压后，煤层2的有效应力降低，渗透率增大，再从底板巷1向上方的煤巷3两侧附近的煤层2施工多个穿层强化抽采孔，多个穿层强化抽采孔至少有2个,孔间距a为2.5-3.5m。对预抽区域进行强化瓦斯抽采，进一步降低瓦斯压力和含量；f.重复步骤a-e多次，完成多组递进掩护瓦斯卸压钻孔，钻孔组组间距b为6m，有利于孔间相互耦合实现对煤体均匀卸压，实现高瓦斯突出煤层的煤巷条带区域的整体卸压消突。如果煤巷条带区域内有断层、或构造煤的特殊地质构造时，可增加穿层卸压钻孔的数量，保证区域煤体整体卸压。下面结合附图中的实施例对本专利技术作进一步的描述：如图1所示，待开采高突煤层2，瓦斯压力达到2.0MPa且者打钻期间发生喷孔等动力现象，突出危险比较大，通过合理布置多个穿层钻孔和多个穿层卸压钻孔，使得区域煤体整体卸压。首先，从底板巷1向上方煤层2煤巷3附近施工2个穿层上隔断孔4、5，和2个下隔断孔6、7，进行瓦斯预抽采。通过上隔断孔4、5抽采煤层2中的瓦斯，隔断煤巷上帮瓦斯向煤巷3运移，通过下隔断孔6、7抽采煤层2中的瓦斯，隔断煤巷下帮瓦斯向煤巷3运移。然后，从底板巷1向上方煤层2煤巷3附近施工上中下3个穿层掩护孔8、9、10，预期抽采部分瓦斯，降低瓦斯含量和压力，掩护穿层卸压钻孔的施工，防止喷孔发生；预抽瓦斯一定时间，使煤层2中瓦斯含量和压力降低后，施工上中下3个穿层卸压钻孔11、12、13，采用已有的“本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种递进掩护瓦斯卸压抽采方法，其特征在于，包括如下步骤：a.从底板巷（1）向上方煤巷（3）两侧的煤层（2）施工穿层上隔断孔和下隔断孔；b.对上隔断孔和下隔断孔进行瓦斯预抽采，上隔断孔抽采瓦斯隔断煤巷上帮瓦斯向煤巷（3）运移，下隔断孔抽采瓦斯隔断煤巷下帮瓦斯向煤巷（3）运移；c. 在上隔断孔和下隔断孔之间，从底板巷（1）向上方的煤层（2）间隔施工多个穿层掩护孔进行瓦斯预先抽采，降低煤层中的瓦斯含量和压力，防止喷孔发生；d.预抽一段时间后，煤层（2）中的瓦斯含量和压力逐渐降低，当煤层瓦斯压力趋于稳定后，在多个穿层掩护孔的掩护下施工多个穿层卸压钻孔，采用“钻‑冲‑割”一体化作业方法，使穿层卸压钻孔内产生大量卸压空间，在煤层（2）中形成裂隙网络（14），从而使煤层（2）瓦斯大量解吸流动，在煤巷（3）掘进区域以及煤巷（3）条带内实现卸压；e.煤巷（3）条带区域实现卸压后，煤层（2）的有效应力降低，渗透率增大，再从底板巷（1）向上方的煤巷（3）两侧附近的煤层（2）施工多个穿层强化抽采孔，对预抽区域进行强化瓦斯抽采，进一步降低瓦斯压力和含量；f.重复步骤a‑e多次，完成多组递进掩护瓦斯卸压钻孔，钻孔组组间距b为6m，有利于孔间相互耦合实现对煤体均匀卸压，实现高瓦斯突出煤层的煤巷条带区域的整体卸压消突。...

【技术特征摘要】
1.一种递进掩护瓦斯卸压抽采方法，其特征在于，包括如下步骤：a.从底板巷（1）向上方煤巷（3）两侧的煤层（2）施工穿层上隔断孔和下隔断孔；b.对上隔断孔和下隔断孔进行瓦斯预抽采，上隔断孔抽采瓦斯隔断煤巷上帮瓦斯向煤巷（3）运移，下隔断孔抽采瓦斯隔断煤巷下帮瓦斯向煤巷（3）运移；c.在上隔断孔和下隔断孔之间，从底板巷（1）向上方的煤层（2）间隔施工多个穿层掩护孔进行瓦斯预先抽采，降低煤层中的瓦斯含量和压力，防止喷孔发生；d.预抽一段时间后，煤层（2）中的瓦斯含量和压力逐渐降低，当煤层瓦斯压力趋于稳定后，在多个穿层掩护孔的掩护下施工多个穿层卸压钻孔，采用“钻-冲-割”一体化作业方法，使穿层卸压钻孔内产生大量卸压空间，在煤层（2）中形成裂隙网络（14），从而使煤层（2）瓦斯大量解吸流动，在煤巷（3）掘进区域以及煤巷（3）条带内实现卸压；e.煤巷（3）条带区域实现卸压后，煤层（2）的有效应力降低，渗透率增大，再从底板巷（1）向上方的煤巷（3）两侧附近的煤层（2）施工多个穿层强化抽采孔，对预抽区域进行强化瓦斯抽采，进...

【专利技术属性】
技术研发人员：林柏泉，刘统，王一涵，李贺，杨威，刘厅，高亚斌，胡欣然，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32