一种治理掘进巷道灰岩瓦斯涌出的方法与流程

1.本发明属于灰岩瓦斯治理技术领域，特别提供了一种治理掘进巷道灰岩瓦斯涌出的方法。


背景技术：

2.研究表明，在泥炭变质成煤炭的过程中，会产生大量瓦斯气体，且煤的变质程度越高，产生的瓦斯气体量越大，大部分煤田中的瓦斯气体会在漫长的地质变化过程中逐渐释放到了空气中。但也有部分煤田，由于煤层上部覆盖有厚度较大的泥岩或其他密封性较好的岩层时，煤变质产生的瓦斯气体很难逸散，从而形成高瓦斯区域。如果煤层的直接顶为厚度较大的泥岩时，则瓦斯气体基本赋存在煤层中。但当煤层直接顶为灰岩，灰岩上部再覆盖有较厚的泥岩或者其他封闭性较好的岩层时，则瓦斯气体会将灰岩中的裂隙充满，并封闭起来。当掘进巷道与这些裂隙导通时，则这些高浓度瓦斯会持续不断的涌入到掘进巷道中，造成掘进巷道的瓦斯超限，给巷道的安全掘进带来巨大隐患。
3.目前灰岩瓦斯的治理方式主要是通过打钻孔抽采或者注浆封堵的方法来进行治理，但由于灰岩裂隙分布的随机性，往往无法准确将钻孔开设在灰岩的裂隙中去，因此难以达到满意的治理效果。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供了一种能够应对灰岩裂隙分布的随机性的掘进巷道灰岩瓦斯治理方法。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种治理掘进巷道灰岩瓦斯涌出的方法，包括以下步骤：
6.第一步、准备部分抽采管，并在其管壁上打孔制作抽采花管；
7.第二步、连接抽采花管，并将其布置在巷道顶板；
8.第三步、在巷道顶部布置抽采管，并将抽采管与每排的抽采花管连接，同时在抽采管外装配连接管；
9.第四步、在巷道顶板、巷道两帮及抽采花管表面铺设塑料薄膜；
10.第五步、在塑料薄膜的表面设置金属网片；
11.第六步、在灰岩岩壁上打孔，并安装锚杆和锚索对金属网片进行固定；
12.第七步、在向巷道表面喷射混凝土层；
13.第八步、在巷帮上安装支架，并在支架上安装抽采支管；
14.第九步、利用连接支管将连接管与巷道中的抽采支管连接，并在连接支管中部安装有抽采气阀。
15.进一步地，第一步中，在抽采管的管壁上按照三花眼样式均匀打孔，制作成抽采花管，孔间距在10cm～20cm之间。
16.进一步地，第二步中，通过管箍来连接抽采花管。抽采花管不仅布置在巷道顶板，
还应布置在巷帮的表面。
17.进一步地，第三步中，每组抽采管连接4～6排抽采花管，连接管应位于顶板中部，且连接管延伸至顶板下侧10cm～30cm处。
18.进一步地，第四步中，塑料薄膜应覆盖巷道顶板、巷道两帮及抽采花管表面，隔绝灰岩与巷道。
19.进一步地，第五步中，金属网片应完全覆盖塑料薄膜。
20.进一步地，第六步中，装配人员临时定位金属网片后，向灰岩岩壁上打孔，安装锚杆和锚索用于固定金属网片。
21.进一步地，第七步中，混凝土层的厚度应在8cm～20cm之间。
22.进一步地，第八步中，在支架表面安装u形管箍，通过u形管箍固定抽采支管。
23.进一步地，第九步中，完成连接支管和抽采气阀的安装，并确认连接气密性后，打开抽采气阀即可实现瓦斯抽采。
24.使用本发明的有益效果是：
25.通过塑料薄膜、金属网片和混凝土层在巷道表面构建隔离层，通过抽采花管和抽采管构建的管网，将涌入到隔离层与灰岩巷道间隙中的瓦斯抽出，并通过抽采支管、连接支管和抽采气阀将管网与矿井抽采系统连接形成闭环。将随机涌出的灰岩裂隙瓦斯气体隔离在塑料薄膜和岩壁间的间隙并通过抽采管网抽出，从根本上解决了现有钻孔不能准确施工到灰岩裂隙，造成掘进巷道灰岩瓦斯难以治理的问题，避免灰岩裂隙瓦斯涌入到掘进巷道内，造成瓦斯超限影响安全生产的问题。
附图说明
26.图1为本发明的掘进巷道截面示意图；
27.图2为本发明的a
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a剖面示意图。
28.附图标记包括：1
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抽采花管；2
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抽采管；3
‑
连接管；4
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塑料薄膜；5
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金属网片；6
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锚杆；7
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锚索；8
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混凝土层；9
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支架；10
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抽采支管；11
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连接支管；12
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抽采气阀。
具体实施方式
29.以下结合附图对本发明进行详细的描述。
30.参照图1
‑
图2，一种治理掘进巷道灰岩瓦斯涌出的方法，包括以下步骤：
31.第一步、准备部分抽采管2，并在其管壁上打孔制作抽采花管1；
32.第二步、连接抽采花管1，并将其布置在巷道顶板；
33.第三步、在巷道顶部布置抽采管2，并将抽采管2与每排的抽采花管1连接，同时在抽采管2外装配连接管3；
34.第四步、在巷道顶板、巷道两帮及抽采花管1表面铺设塑料薄膜4；
35.第五步、在塑料薄膜4的表面设置金属网片5；
36.第六步、在灰岩岩壁上打孔，并安装锚杆6和锚索7对金属网片5进行固定；
37.第七步、在向巷道表面喷射混凝土层8；
38.第八步、在巷帮上安装支架9，并在支架9上安装抽采支管10；
39.第九步、利用连接支管11将连接管3与巷道中的抽采支管10连接，并在连接支管11
中部安装有抽采气阀12。
40.第一步中，在抽采管2的管壁上按照三花眼样式均匀打孔，制作成抽采花管1，孔间距在10cm～20cm之间。此打孔方案能在保障抽采花管1管体强度的前提下尽可能多的提高抽采效率。使用抽采花管1作为采集端，能够大幅提高抽采效率。
41.第二步中，通过管箍来连接抽采花管1。抽采花管1不仅布置在巷道顶板，还应布置在巷帮的表面(巷道两帮的侧壁为煤体的情况除外)。抽采花管1均垂直于巷道掘进方向布置。抽采花管1的布置间距通常在2m～3m之间，具体间距可根据现场状况做出适应性变更。
42.第三步中，每组抽采管2连接4～6排抽采花管1，连接管3应位于顶板中部，且连接管3延伸至顶板下侧20cm～30cm处。每组抽采管2所连接抽采花管1的数量有且不仅有4～6排，该数量可根据现场状况做出适应性变更。连接管3的长度需确保在塑料薄膜4、金属网片5和混凝土层8完成施工后，连接管3能够预留出足够长度安装连接支管11。
43.第四步中，塑料薄膜4应覆盖巷道顶板、巷道两帮及抽采花管1表面，隔绝灰岩与巷道。塑料薄膜4连接处应叠加拼接，确保其整体的密封性。
44.第五步中，金属网片5应完全覆盖塑料薄膜4。金属网片5起到便于混凝土附着的作用，并对塑料薄膜4和混凝土层8起到支撑作用。
45.第六步中，装配人员临时定位金属网片5后，向灰岩岩壁上打孔，安装锚杆6和锚索7用于固定金属网片5，提高巷道的稳定性。
46.第七步中，混凝土层8的厚度应在8cm～20cm之间。混凝土层8能够稳定巷道结构。
47.第八步中，在支架9表面安装u形管箍，通过u形管箍固定抽采支管10。
48.第九步中，完成连接支管11和抽采气阀12的安装，并确认连接气密性后，打开抽采气阀12即可实现瓦斯抽采。抽采支管10与矿井抽采系统管路相连通。工作人员可通过瓦斯抽采系统，经抽采气阀12直接抽采岩裂隙喷涌或渗透出的瓦斯。
49.本设计思路首先在灰岩巷道表面铺设抽采花管1和抽采管2，形成抽采管网，然后在管网及巷道表面依次覆盖塑料薄膜4、金属网片5，并向巷道表面喷射混凝土形成混凝土层8，依靠塑料薄膜4、金属网片5以及混凝土层8在巷道内构筑形成隔离层。塑料薄膜4的存在，不仅能够保证隔离层的密闭性，而且能够在灰岩与混凝土之间表面形成间隙。当灰岩中的瓦斯经裂隙喷涌而出时，能够将瓦斯气体隔离在塑料薄膜4和岩壁间的间隙内，间隙起到收集瓦斯的作用。井下工作人员可通过打开抽采气阀12的方式将间隙中的瓦斯抽出至与其连通的矿井抽采系统中。该方案实施后，即使灰岩中随机分布的裂隙中的瓦斯涌出，涌出的瓦斯最终也会被隔离在巷道表面隔离层的内侧，从而拦截了灰岩裂隙瓦斯向巷道的涌出，避免造成掘进巷道内的瓦斯超限，影响巷道的安全掘进。从而从根本上解决了现有钻孔不能准确施工到灰岩裂隙，造成掘进巷道灰岩瓦斯难以治理的难题。
50.以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本发明的构思，均属于本发明的保护范围。