一种开采煤层底板泥岩作为保护层增加近距离突出煤层群透气性的方法技术

本发明专利技术公开一种开采煤层底板岩石作为保护层增加近距离突出煤层群透气性的方法。该方法是在没有保护层开采条件下，利用突出煤层底板合适层位的软弱泥岩作为保护层，采用配套的综采设备开采泥岩，人为在突出煤层底板构造采空区空间，迫使突出煤层及其顶底板变形、膨胀，增加突出煤层透气性。相邻两个泥岩工作面之间未充分卸压区，采用扇形穿层钻孔预抽瓦斯。泥岩保护层工作面采用下行通风，采用沿空留巷，为扇形穿层钻孔抽采瓦斯争取时间，工作面通风方式采用Y型通风。被保护的近距离煤层群开采时，采取由上而下的开采顺序，被保护层(1)至少开采两个区段后，再开采被保护层(2)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及矿井瓦斯防治
，适用于保护层开采突出煤层群技术方法。
技术介绍
开采保护层是预防突出最有效、最经济的措施。具备保护层开采条件的煤层群优先采用保护层防突，已经成为我国矿井瓦斯防治的基本方法。在我国很多矿区，存在煤层群开采条件，但是各可采煤层往往均具有突出危险性。通常的做法是在煤层群中合适的某个岩层中布置岩巷，采用穿层钻孔预抽，区域消突后，布置煤层巷道，再布置顺层钻孔抽采瓦斯进行消突。但我国大部分矿区突出煤层的透气性往往很低，在这样的煤层中无论是穿层钻孔还是顺层钻孔，其影响半径很小，钻孔有效覆盖范围不大，所需钻孔数量庞大。为实现被保护层阶段连续消突，往往需要在合适岩层连续布置岩层巷道。突出煤层群条件下，目前采用的瓦斯治理工程中，面临着要么是钻孔工程量大，要么是岩巷工程量大的问题。即便如此，无保护层开采条件下，低透气性煤层中的钻孔实现消突所需抽采时间往往很长，不利于矿井采掘接替的顺利进行。为了提高低透气性煤层群渗透率，部分矿井尝试了深孔预裂爆破、水力冲孔、水力压裂、钻孔割缝、二氧化碳气爆预裂等强制增透方法，取得了较好的效果。但增透范围相对较小，且需要额外增加人力和物力的投入。因此，研究安全高效的大范围的区域增透仍是突出煤层群开采的主要内容。
技术实现思路
为实现无保护层开采条件下煤层群透气性的提高，加快瓦斯抽采效率，实现突出煤层群快速高效消突，本专利技术提出一种开采煤层底板岩石作为保护层增加近距离突出煤层群透气性的方法。一种开采煤层底板泥岩作为保护层增加近距离突出煤层群透气性的方法，其原理是在没有保护层开采条件下，利用突出煤层底板合适层位的软弱泥岩作为保护层，采用配套的综采设备开采泥岩，人为在突出煤层底板构造采空区空间，迫使突出煤层及其顶底板变形、膨胀，增加突出煤层透气性。其具体步骤如下：1)采用相似材料模拟试验及理论分析，分析开采泥岩厚度与冒落带高度、裂隙带高度，倾斜方向上下边界的卸压角等参数之间的关系，确定合适的泥岩开采厚度。2)根据开采泥岩的卸压角及突出煤层突出危险区与非突出危险区边界反推，确定首采泥岩工作面(1)的上风巷位置，根据配套综采设备能力确定泥岩工作面(1)的采长，并确定泥岩工作面(1)机巷位置。不留岩柱，按同样的长度确定下一区段泥岩工作面(2)机巷位置。3)掘进泥岩工作面(1)机巷、风巷和初切眼，泥岩工作面(2)机巷和初切眼。4)在被保护层非突出危险区布置煤巷，在煤巷内布置顺层钻孔，抽采突出危险区瓦斯。5)在泥岩工作面(1)机巷和泥岩工作面(2)机巷施工扇形穿层钻孔，抽采被保护层瓦斯。6)开采泥岩工作面(1)，泥岩工作面(1)沿空留巷，泥岩工作面(1)采用下行Y型通风方式，确保泥岩工作面(1)开采期间，穿层钻孔抽采继续抽采瓦斯。7)按同样的巷道布置方式，阶梯推进，利用开采岩石，形成保护层开采，增加被保护突出煤层透气性，利用顺层钻孔抽采被保护层瓦斯。按上述步骤实施时，作为保护层的软弱泥岩层,距离突出煤层距离控制在13～80m范围内，以提高保护层开采时的增透效果。对于相邻两个泥岩工作面之间未充分卸压区，由于岩石保护层开采作用，其透气性也有所提高，采用扇形穿层钻孔预抽。被保护的近距离煤层群开采时，采取由上而下的开采顺序，被保护层(1)至少开采两个区段后，再开采被保护层(2)。本专利技术利用开采软弱泥岩作为保护层，与传统增透方法相比，没有过多增加岩石巷道，但大大节省了钻孔工程量，更主要的是被保护层增透效果好，瓦斯治理效率高，加快了突出煤层的采掘接替，为实现突出煤层群安全高效开采提供了可行的方法。附图说明图1是一种开采煤层底板岩石作为保护层增加近距离突出煤层群透气性的方法示意图。图中标号：1—岩石保护层上卸压边界、2—被保护层(21)非突出危险区煤巷、3—被保护层(11)非突出危险区煤巷、4—突出危险区边界线、5—被保护层工作面(11)、6—被保护层工作面(21)、7—岩石保护层下卸压边界、8—扇形穿层钻孔、9—泥岩工作面(1)上进风巷、10—泥岩工作面(1)、11—泥岩工作面(1)下进风巷/沿空留巷、12—泥岩工作面(2)、13—泥岩工作面(1)回风巷/泥岩工作面(2)下进风巷、14—泥岩工作面(3)、15—泥岩层、16—被保护层(2)、17—被保护层(1)。具体实施方式如图1所示，一种开采煤层底板岩石作为保护层增加近距离突出煤层群透气性的方法是在没有保护层开采条件下，利用突出煤层底板合适层位的软弱泥岩作为保护层，采用配套的综采设备开采泥岩，人为在突出煤层底板构造采空区空间，迫使突出煤层及其顶底板变形、膨胀，增加突出煤层透气性。其具体步骤如下：1)采用相似材料模拟试验及理论分析，分析开采泥岩厚度与冒落带高度、裂隙带高度，倾斜方向上下边界的卸压角等参数之间的关系，确定合适的泥岩开采厚度。2)根据开采泥岩的卸压角及突出煤层突出危险区与非突出危险区边界反推，确定首采泥岩工作面(1)的上风巷位置，根据配套综采设备能力确定泥岩工作面(1)的采长，并确定泥岩工作面(1)机巷位置。不留岩柱，按同样的长度确定下一区段泥岩工作面(2)机巷位置。3)掘进泥岩工作面(1)机巷、风巷和初切眼，泥岩工作面(2)机巷和初切眼。4)在被保护层非突出危险区布置煤巷，在煤巷内布置顺层钻孔，抽采突出危险区瓦斯。5)在泥岩工作面(1)机巷和泥岩工作面(2)机巷施工扇形穿层钻孔，抽采被保护层瓦斯。6)开采泥岩工作面(1)，泥岩工作面(1)沿空留巷，泥岩工作面(1)采用下行Y型通风方式，确保泥岩工作面(1)开采期间，穿层钻孔抽采继续抽采瓦斯。7)按同样的巷道布置方式，阶梯推进，利用开采岩石，形成保护层开采，增加被保护突出煤层透气性，利用顺层钻孔抽采被保护层瓦斯。被保护的近距离煤层群开采时，采取由上而下的开采顺序，被保护层(1)至少开采两个区段后，再开采被保护层(2)。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开采煤层底板泥岩作为保护层增加近距离突出煤层群透气性的方法，其特征在于没有保护层开采条件下，利用突出煤层底板合适层位的软弱泥岩作为保护层，采用配套的综采设备开采泥岩，人为在突出煤层底板构造采空区空间，迫使突出煤层及其顶底板变形、膨胀，增加突出煤层透气性；其具体步骤如下：1)采用相似材料模拟试验及理论分析，分析开采泥岩厚度与冒落带高度、裂隙带高度，倾斜方向上下边界的卸压角等参数之间的关系，确定合适的泥岩开采厚度。2)根据开采泥岩的卸压角以及突出煤层突出危险区与非突出危险区边界位置，反推确定首采泥岩工作面(1)的上风巷位置，根据配套综采设备能力确定泥岩工作面(1)的采长，并确定泥岩工作面(1)机巷位置。不留岩柱，按同样的长度确定下一区段泥岩工作面(2)机巷位置。3)掘进泥岩工作面(1)机巷、风巷和初切眼，泥岩工作面(2)机巷和初切眼。4)在被保护层非突出危险区布置煤巷，在煤巷内布置顺层钻孔，抽采突出危险区瓦斯。5)在泥岩工作面(1)机巷和泥岩工作面(2)机巷施工扇形穿层钻孔，抽采被保护层瓦斯。6)开采泥岩工作面(1)，泥岩工作面(1)沿空留巷，泥岩工作面(1)采用下行Y型通风方式，确保泥岩工作面(1)开采期间，穿层钻孔继续抽采瓦斯。7)按同样的巷道布置方式，阶梯推进，利用开采岩石，形成保护层开采，增加被保护突出煤层透气性，利用顺层钻孔抽采被保护层瓦斯。...

【技术特征摘要】
1.一种开采煤层底板泥岩作为保护层增加近距离突出煤层群透气性的方法，其特征在于没有保护层开采条件下，利用突出煤层底板合适层位的软弱泥岩作为保护层，采用配套的综采设备开采泥岩，人为在突出煤层底板构造采空区空间，迫使突出煤层及其顶底板变形、膨胀，增加突出煤层透气性；其具体步骤如下：1)采用相似材料模拟试验及理论分析，分析开采泥岩厚度与冒落带高度、裂隙带高度，倾斜方向上下边界的卸压角等参数之间的关系，确定合适的泥岩开采厚度。2)根据开采泥岩的卸压角以及突出煤层突出危险区与非突出危险区边界位置，反推确定首采泥岩工作面(1)的上风巷位置，根据配套综采设备能力确定泥岩工作面(1)的采长，并确定泥岩工作面(1)机巷位置。不留岩柱，按同样的长度确定下一区段泥岩工作面(2)机巷位置。3)掘进泥岩工作面(1)机巷、风巷和初切眼，泥岩工作面(2)机巷和初切...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦汝祥，张晋京，杨应迪，潘竟俊，李广涛，邱进伟，唐明云，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34