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一种拦截定向长钻孔抽采瓦斯的方法

阅读:388发布:2020-05-08

专利汇可以提供一种拦截定向长钻孔抽采瓦斯的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 属于 煤 矿井下瓦斯抽采领域,具体涉及一种拦截定向长钻孔抽采瓦斯的方法,其解决了在被定向长钻孔 覆盖 的煤体进行煤巷掘进顺槽施工时,当掘进工作面揭露定向长钻孔时,定向长钻孔内瓦斯异常涌出造成瓦斯超限的问题。本发明包括 煤层 消突:S1:定向长钻孔施工;S2:预抽采;S3:煤体评价分析;在完成煤体消突后实施以下步骤:S4:煤巷顺槽掘进;S5:交汇区域分析;S6:施工巷道普通钻孔;S7:拦截抽采;S8:继续煤巷顺槽掘进。本发明避免煤巷顺槽掘进期间因揭露定向长钻孔而导致定向长钻孔内瓦斯瞬间向煤巷顺槽巷道空间涌出,从而造成瓦斯喷出或瓦斯灾害事故;本发明快速提升巷道掘进速度,实现周边煤体不间断抽采的目的。,下面是一种拦截定向长钻孔抽采瓦斯的方法专利的具体信息内容。

1.一种拦截定向长钻孔抽采瓦斯的方法,包括层消突:S1:定向长钻孔(5)施工;首先施工主孔,待主孔施工完毕后在主孔两侧施工分支孔,实现定向长钻孔(5)对预抽煤层煤体(4)的全覆盖,施工的同时输出定向长钻孔(5)轨迹图;S2:预抽采;定向长钻孔(5)施工完成后,通过定向长钻孔(5)对煤层的瓦斯进行预抽采;S3:煤体(4)评价分析;待定向长钻孔(5)连续预抽采3-5年后,对煤体(4)进行区域效果评价,确认煤体(4)是否消除突出危险;其特征在于:在完成煤体(4)消突后实施以下步骤:
S4:煤巷顺槽(2)掘进;根据煤巷掘进顺槽设计轨迹在消突后的煤体(4)内进行煤巷顺槽(2)掘进;
S5:交汇区域分析;定向长钻孔(5)轨迹图与煤巷掘进顺槽设计轨迹进行分析,找出预计交汇区域;
S6:施工巷道普通钻孔(3);巷道施工至交汇区域前停止煤巷顺槽掘进面(1)的作业,并施工普通钻孔(3);
S7:拦截抽采;通过普通钻孔(3)拦截并对定向长钻孔(5)内积存的瓦斯进行抽采;
S8:继续煤巷顺槽(2)掘进;普通钻孔(3)将定向长钻孔(5)内积存的瓦斯抽采完成后,继续煤巷顺槽(2)掘进。
2.根据权利要求1所述的一种拦截定向长钻孔抽采瓦斯的方法,其特征在于:S6中所述的普通钻孔(3)在钻场(6)中进行;钻场(6)位于煤巷顺槽掘进面(1)靠近定向长钻孔(5)一侧的巷道帮上;并且钻场(6)位于煤巷顺槽掘进面(1)后方30m处,为了工作面掘进机和钻机施工不产生干扰。
3.根据权利要求2所述的一种拦截定向长钻孔抽采瓦斯的方法,其特征在于:S6中在交汇区域前10-20m停止煤巷顺槽掘进面(1)的作业。
4.根据权利要求3所述的一种拦截定向长钻孔抽采瓦斯的方法,其特征在于:S6中普通钻孔(3)为多条,多条普通钻孔(3)全覆盖定向长钻孔(5)及分支孔。
5.根据权利要求4所述的一种拦截定向长钻孔抽采瓦斯的方法,其特征在于:S6中普通钻孔(3)覆盖至定向长钻孔(5)及分支孔的外边缘轮廓线。

说明书全文

一种拦截定向长钻孔抽采瓦斯的方法

技术领域

[0001] 本发明属于矿井下瓦斯抽采领域,具体涉及一种拦截定向长钻孔抽采瓦斯的方法。

背景技术

[0002] 在突出煤层采掘活动前《,防治煤与瓦斯突出规定(细则)》要求要对突出煤层实施保护层开采或预抽煤层瓦斯进行消突。其中开采多煤层或煤层群时,多采用保护层开采对突出煤层进行预抽采,如淮南、淮北等地区;然而在开采不具备开采保护层的单一煤层地区时,如河南、山西、四川等地,普遍采用预抽煤层瓦斯进行突出煤层消突措施。在预抽煤层瓦斯消突措施中,采用定向钻机在已消突的煤层巷道内向邻近预抽煤层施工定向长钻孔,对下一个工作面或多个工作面进行预抽采,从而对预抽煤层进行消突(实现大面积消突的目的)。
[0003] 在施工定向长钻孔对预抽煤层进行消突时,主孔长度达600-800m,主孔施工完毕后在主孔两侧施工分支孔,实现定向长钻孔对预抽煤体的全覆盖。待定向长钻孔连续抽采3-5年后,对煤体进行区域效果评价,确认煤体消除突出危险后,可在(已消突的)煤体(煤层)内开掘顺槽,达到掩护并提升煤巷掘进速度的目的。
[0004] 在实际施工过程中,由于定向长钻孔长距离、多分支对预开掘的煤体进行了全覆盖抽采,顺槽掘进时时常会揭露此(巷道范围内)煤体的定向长钻孔,如定向长钻孔内瓦斯积存量大,揭露定向长钻孔会造成顺槽掘进面瓦斯异常涌出,如果处理不当极易造成瓦斯喷出或瓦斯灾害事故。

发明内容

[0005] 本发明要解决在被定向长钻孔覆盖的煤体进行煤巷掘进时,当掘进工作面揭露定向长钻孔时,定向长钻孔内瓦斯异常涌出造成瓦斯超限的问题,提供了一种拦截定向长钻孔抽采瓦斯的方法。
[0006] 本发明采用如下的技术方案实现:一种拦截定向长钻孔抽采瓦斯的方法,包括煤层消突:S1:定向长钻孔施工;首先施工主孔,待主孔施工完毕后在主孔两侧施工分支孔,实现定向长钻孔对预抽煤层煤体的全覆盖,施工的同时输出定向长钻孔轨迹图;S2:预抽采;定向长钻孔施工完成后,通过定向长钻孔对煤层的瓦斯进行预抽采;S3:煤体评价分析;待定向长钻孔连续预抽采3-5年后,对煤体进行区域效果评价,确认煤体是否消除突出危险;
在完成煤体消突后实施以下步骤:
S4:煤巷顺槽掘进;根据煤巷掘进顺槽设计轨迹在消突后的煤体内进行煤巷顺槽掘进;
S5:交汇区域分析;定向长钻孔轨迹图与煤巷掘进顺槽设计轨迹进行分析,找出预计交汇区域;
S6:施工巷道普通钻孔;巷道施工至交汇区域前停止煤巷顺槽掘进面的作业,并施工普通钻孔;
S7:拦截抽采;通过普通钻孔拦截并对定向长钻孔内积存的瓦斯进行抽采;
S8:继续煤巷顺槽掘进;普通钻孔将定向长钻孔内积存的瓦斯抽采完成后,继续煤巷顺槽掘进。
[0007] 进一步的,S6中所述的普通钻孔在钻场中进行;钻场位于煤巷顺槽掘进面靠近定向长钻孔一侧的巷道帮上;并且钻场位于煤巷顺槽掘进面后方30m处,为了工作面掘进机和钻机施工不产生干扰。
[0008] 进一步的,S6中在交汇区域前10-20m停止煤巷顺槽掘进面的作业。
[0009] 进一步的,S6中普通钻孔为多条,多条普通钻孔全覆盖定向长钻孔及分支孔。
[0010] 进一步的,S6中普通钻孔覆盖至定向长钻孔及分支孔的外边缘轮廓线。
[0011] 本发明相比现有技术的有益效果:本发明避免煤巷顺槽掘进期间因揭露定向长钻孔而导致的定向长钻孔内瓦斯瞬间向煤巷顺槽巷道空间涌出,从而造成瓦斯喷出或瓦斯灾害事故;并且本发明快速提升巷道掘进速度,实现周边煤体不间断抽采的目的。
附图说明
[0012] 图1为本发明普通钻孔施工示意图;图中:1-煤巷顺槽掘进面,2-煤巷顺槽,3-普通钻孔,4-煤体,5-定向长钻孔,6-钻场。

具体实施方式

[0013] 结合附图说明,对本发明的具体实施方式作进一步说明:参照图1,本发明提供了一种拦截定向长钻孔抽采瓦斯的方法,包括煤层消突:S1:定向长钻孔5施工;首先施工主孔,待主孔施工完毕后在主孔两侧施工分支孔,实现定向长钻孔5对预抽煤层煤体4的全覆盖,施工的同时输出定向长钻孔5轨迹图;S2:预抽采;定向长钻孔5施工完成后,通过定向长钻孔5对煤层的瓦斯进行预抽采;S3:煤体4评价分析;待定向长钻孔5连续预抽采3-5年后,对煤体4进行区域效果评价,确认煤体4是否消除突出危险;在完成煤体4消突后实施以下步骤:
S4:煤巷顺槽2掘进;根据煤巷掘进顺槽设计轨迹在消突后的煤体4内进行煤巷顺槽2掘进;
S5:交汇区域分析;定向长钻孔5轨迹图与煤巷掘进顺槽设计轨迹进行分析,找出预计交汇区域;
S6:施工巷道普通钻孔3;巷道施工至交汇区域前停止煤巷顺槽掘进面1的作业,并施工普通钻孔3;
S7:拦截抽采;通过普通钻孔3拦截并对定向长钻孔5内积存的瓦斯进行抽采;
S8:继续煤巷顺槽2掘进;普通钻孔3将定向长钻孔5内积存的瓦斯抽采完成后,继续煤巷顺槽2掘进。
[0014] S6中所述的普通钻孔3在钻场6中进行;钻场6位于煤巷顺槽掘进面1靠近定向长钻孔5一侧的巷道帮上;并且钻场6位于煤巷顺槽掘进面1后方30-50m处,既能实现工作面掘进机和钻机施工互不干扰,又能提前对预揭露的定向长钻孔5内积存的瓦斯提前拦截抽采。
[0015] S6中在交汇区域前10-20m停止煤巷顺槽掘进面1的作业。
[0016] S6中普通钻孔3为多条,多条普通钻孔3纵向排列并全覆盖定向长钻孔5及分支孔,普通钻孔3覆盖至定向长钻孔5及分支孔的外边缘轮廓线;普通钻孔3直径为75-113mm。
[0017] 所述定向长钻孔5轨迹图是通过定向钻机配套的轨迹测量系统(MWD)对所施工的定向长钻孔5进行跟踪定位,将钻头行进轨迹以固定频率的脉冲信号返回到钻机主系统,形成点与点相连而成的定向长钻孔5轨迹图。
[0018] 所述的煤巷顺槽2设计轨迹是按照矿井采掘接替计划,在未采掘且已采取消突措施并实现预抽采达标的煤体4中设计将要开掘的巷道,并实现巷道之间连通,形成通系统。
[0019] 所述的交汇区域分析是导出定向钻机的定向长钻孔5轨迹图并对应的添加至矿井采掘工程平面图相应的施工地点,与规划的煤巷顺槽2工程相结合,找出定向长钻孔3与煤巷顺槽2预计的交汇区域。
[0020] 普通钻孔拦截抽采:在施工完普通钻孔后,在普通钻孔未接入抽放系统前,观测普通钻孔的返及孔内负压等情况,若普通钻孔不返水、孔内有负压,证明普通钻孔已经将定向长钻孔有效卸压和拦截。然后再将普通钻孔接入抽放系统,顺槽巷道内瓦斯浓度降低至0.2%以下,观测的定向长钻孔抽采量衰减至0 m3/min,则实现了普通钻孔拦截抽采。
[0021] 本发明避免煤巷顺槽掘进期间因揭露定向长钻孔而导致的定向长钻孔内瓦斯瞬间向煤巷顺槽巷道空间涌出,从而造成瓦斯喷出或瓦斯灾害事故;并且本发明快速提升巷道掘进速度,实现周边煤体不间断抽采的目的。
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