切顶留巷工艺下的采空区超高位钻孔瓦斯抽采方法与流程

1.本发明属于瓦斯抽采技术领域，具体是一种切顶留巷工艺下的采空区超高位钻孔瓦斯抽采方法。


背景技术：

2.在切顶留巷工艺下，采空区一侧形成一条补巷，回采工作面由原来的u型通风变成y型通风方式，虽然对垮落的巷帮进行喷浆处理以隔绝采空区，但仍然会存在漏风现象，瓦斯也会随之溢出到补巷，造成补巷瓦斯浓度超限，带来极大的安全隐患。因此解决补巷瓦斯浓度超限的问题成为矿井瓦斯治理的重要环节。而传统高位钻孔工艺的钻孔会随着采空区顶板的垮落而阻断或堵塞，因此仍会有部分瓦斯进入补巷，增加补巷瓦斯浓度，最后导致补巷瓦斯浓度超限。


技术实现要素：

3.本发明为了解决采空区抽采瓦斯中存在无法持续抽采以及补巷瓦斯浓度超限等问题，提供一种切顶留巷工艺下的采空区超高位钻孔瓦斯抽采方法。
4.本发明采取以下技术方案：一种切顶留巷工艺下的采空区超高位钻孔瓦斯抽采方法，包括以下步骤。
5.s100～在切顶留巷工艺下，回采工作面的采空区一侧形成一条补巷，补巷与相邻工作面的回风巷相通，形成一条新的进风巷，工作面的通风方式由u型通风变为y型通风。
6.s200～在邻近工作面的切眼处布置一个钻场i，在补巷一侧的进风巷外侧布置钻场ii。
7.s300～在钻场i和钻场ii中利用千米定向钻机施工超高位定向长钻孔。
8.s400～钻孔施工完成后，预埋聚酯氨材料的端管，然后端管内安装瓦斯抽放管预抽瓦斯。
9.进一步的，钻场i距工作面进风巷道50~100m，钻场高度在煤层顶以上2~15m煤层顶板内。
10.进一步的，钻场ii的间距为150~200m，钻场高度在煤层顶以上2~15m煤层顶板内。
11.进一步的，步骤s300中，钻场内采用“开孔扇形、终孔平行方式”布孔，施工采用“开孔后先穿层至目标采高层位、后按照目标方位角和煤层倾角顺目标采高层位定向施工至设计孔深”的钻进工艺，钻场ii的钻孔在顶板内施工，沿着巷道竖直面斜向上钻孔至目标采高层位，然后以穿过巷道竖直面打入采空区内，切眼内的钻场i钻孔施工时先在补巷垂直面外侧达到目标采高层位钻孔，然后穿过补巷垂直面打入采空区内，钻孔的终孔位置设计在在15倍采高以上。
12.与现有技术相比，本发明在补巷和切眼内分别施工钻场，同时在钻场内采用超高位钻孔方式，而超高位钻孔相较于传统的高位钻孔方法，钻孔由巷道外侧施工且钻孔深度较深，有够有效减少工作面回采过程中顶板垮落对钻孔造成的阻断堵塞，从而能够持续抽
采采空区内的瓦斯，降低采空区瓦斯浓度，减少采空区内的瓦斯逸出，从而解决补巷内瓦斯浓度超限问题。
附图说明
13.图1为超高位钻孔平面布置示意图；图2为超高位钻孔剖面布置示意图；图3为钻场ⅰ钻孔剖面示意图图4为钻场ⅱ钻孔剖面示意图图5 为实施例中4502工作面超高位钻孔示意图；图6为实施例中u型通风示意图；图7为实施例中y型通风示意图；图中1
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回采工作面，2
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邻近工作面，3
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补巷，4
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回风巷，5
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进风巷，6
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切眼，7
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钻场i，8
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钻场ii，9
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采空区。
具体实施方式
14.下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
15.实施例：4502工作面由于采用切顶留巷工艺，因此通风方式由u型通风变为y型通风，虽然对垮落的巷帮进行喷浆处理以隔绝采空区，但仍然会存在漏风现象，瓦斯也会随之溢出到补巷，造成补巷内瓦斯浓度超限，因此需要采用超高位钻孔方法抽取补巷一侧采空区内的瓦斯。
16.在4503切眼距4502补巷50m处外侧帮布置1个钻场，在钻场布置超高位定向长钻孔，采用“开孔扇形、终孔平行方式”布孔，施工采用“开孔后先穿层至目标采高层位、后按照目标方位角和煤层倾角顺目标采高层位定向施工至设计孔深”的钻进工艺，钻场布置3个钻孔，深度平均为468m，钻孔终孔直径105mm。每组相邻每组钻孔开孔间距为1m，终孔间距5m。1#、2#、3#钻孔终孔端控制在顶板以上17倍采高位置。
17.4502上进风巷距切眼平距700m、500m处、300m处北侧帮布置3个钻场，在钻场内成组形式沿4502上进风巷倾向布置超高位定向长钻孔，采用“开孔扇形、终孔平行方式”布孔，施工采用“开孔后先穿层至目标采高层位、后按照目标方位角和煤层倾角顺目标采高层位定向施工至设计孔深”的钻进工艺，每个钻场布置3个钻孔，钻孔深度平均为279m，钻孔终孔直径105mm。每组相邻每组钻孔开孔间距为1m，终孔间距5m。钻孔终孔端控制在顶板以上16倍采高位置。
18.采用切顶留巷工艺下的采空区超高位钻孔技术，能够有效解决4502工作面补巷瓦斯浓度超限的安全问题。


技术特征：
1.一种切顶留巷工艺下的采空区超高位钻孔瓦斯抽采方法，其特征在于：包括以下步骤，s100～在切顶留巷工艺下，回采工作面（1）的采空区（9）一侧形成一条补巷（3），补巷（3）与相邻工作面（2）的回风巷（4）相通，形成一条新的进风巷，工作面的通风方式由u型通风变为y型通风；s200～在邻近工作面（2）的切眼（6）处布置一个钻场i（7），在补巷（3）一侧的进风巷（5）内布置钻场ii（8）；s300～在钻场i（7）和钻场ii（8）中利用千米定向钻机施工超高位定向长钻孔；s400～钻孔施工完成后，预埋聚酯氨材料的端管，然后端管内安装瓦斯抽放管预抽瓦斯。2.根据权利要求1所述的切顶留巷工艺下的采空区超高位钻孔瓦斯抽采方法，其特征在于：所述的钻场i（7）距工作面进风巷道50~100m，钻场高度在煤层顶以上2~15m煤层顶板内。3.根据权利要求1所述的切顶留巷工艺下的采空区超高位钻孔瓦斯抽采方法，其特征在于：所述的钻场ii（8）的间距为150~200m，钻场高度在煤层顶以上2~15m煤层顶板内。4.根据权利要求1所述的切顶留巷工艺下的采空区超高位钻孔瓦斯抽采方法，其特征在于：所述的步骤s300中，钻场内采用“开孔扇形、终孔平行方式”布孔，施工采用“开孔后先穿层至目标采高层位、后按照目标方位角和煤层倾角顺目标采高层位定向施工至设计孔深”的钻进工艺，钻场ii（8）的钻孔在顶板内施工，沿着巷道竖直面斜向上钻孔至目标采高层位，然后以穿过巷道竖直面打入采空区内，切眼内的钻场i（7）钻孔施工时先在补巷（3）垂直面外侧达到目标采高层位钻孔，然后穿过补巷（3）垂直面打入采空区（9）内，钻孔的终孔位置设计在在15倍采高以上。

技术总结
本发明属于瓦斯抽采技术领域，具体是一种切顶留巷工艺下的采空区超高位钻孔瓦斯抽采方法。包括以下步骤。S100～在切顶留巷工艺下，回采工作面的采空区一侧形成一条补巷，补巷与相邻工作面的回风巷相通，形成一条新的进风巷，工作面的通风方式由U型通风变为Y型通风。S200～在邻近工作面的切眼处布置一个钻场I，在补巷一侧的进风巷外侧布置钻场II。S300～在钻场I和钻场II中利用千米定向钻机施工超高位定向长钻孔。S400～钻孔施工完成后，预埋聚酯氨材料的端管，然后端管内安装瓦斯抽放管预抽瓦斯。本发明够有效减少工作面回采过程中顶板垮落对钻孔造成的阻断堵塞，从而能够持续抽采采空区内的瓦斯，降低采空区瓦斯浓度，减少采空区内的瓦斯逸出。空区内的瓦斯逸出。空区内的瓦斯逸出。


技术研发人员：年军 蔡猛 苏世龙 张俊虎 吕晓波 邓春生
受保护的技术使用者：太原理工大学
技术研发日：2021.07.30
技术公布日：2021/9/28