一种适用于软岩保护层开采的立体综合卸压瓦斯抽采方法技术

本发明专利技术一种适用于软岩保护层开采的立体综合卸压瓦斯抽采方法，根据采场覆岩结构组合特征，确定软岩保护层开采后顶、底板裂隙带的发育高度，分析上覆和下伏的被保护层处于具体分带范围，确定施工条件。本发明专利技术的一种适用于软岩保护层开采的立体综合卸压瓦斯抽采方法，提出从地面到井下、从采前预抽煤层瓦斯、采中持续抽采卸压瓦斯到采后强化抽采卸压的全方位立体综合卸压瓦斯抽采方法，实现时间上、空间上和功能上的有效衔接和补充，通过把多种卸压瓦斯抽采措施合理结合、充分利用，相互互补，使得被保护层的卸压瓦斯抽采更加可靠、合理、经济和有效。

Three dimensional comprehensive pressure relief gas extraction method suitable for soft rock protection layer mining

The invention is applicable to a soft rock protection layer mining comprehensive pressure relief gas drainage method, according to the characteristics of overburden rock structure, determine the soft rock protection layer mining after the top and bottom of the fractured zone height, analysis of overlying and underlying protected layer in the divided zone, determine the construction condition. The invention is applicable for a soft rock protection layer mining comprehensive pressure relief gas drainage method, put forward from the ground to the underground mining, from the pre pumping coal seam gas, mining continued relief gas drainage to Postharvest enhanced extraction of the full three-dimensional integrated pressure relief pressure relief gas extraction method. Effective cohesion and complementary to the time, space and function, complement each other through a variety of pressure relief gas drainage combined with reasonable measures and make full use of the protection, and pressure gas drainage discharge layer is more reliable, reasonable, economical and effective.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于软岩保护层开采的立体综合卸压瓦斯抽采方法
本专利技术涉及一种保护层开采卸压瓦斯抽采的方法，具体说涉及一种适用于软岩保护层开采的立体综合卸压瓦斯抽采方法。
技术介绍
随着矿井向深部延伸，受“三高一扰动”的影响，深部煤层的瓦斯压力和瓦斯含量相对于浅部煤层更大，矿井瓦斯治理的难度越来越大，而开采保护层是一种经济有效的区域性瓦斯治理技术手段，已被大量的工程实践所证明。进入深部开采后，采掘的延伸配以复杂的地质条件，导致原作为保护层开采的无突出危险煤层或突出危险性较小的煤层升级为突出煤层或强突出煤层，丧失了保护层开采条件，亦或需投入大量的钻孔工程后才具备保护层开采条件，开采经济投入多，工期长，造成矿井采掘接替紧张，严重影响矿井经济效益的发挥，迫使许多矿井将选择开采软岩层作为首采卸压层进行区域性瓦斯治理。软岩保护层开采无需大量的钻孔工程投入，具有层位选择的灵活性和开采厚度的可调节性，回采安全威胁小，工期短，容易掌握瓦斯治理的主动权等显著优点，逐步成为一种潜在的保护层选择新模式。对卸压瓦斯进行抽采对于保障工作面安全生产和消除被保护煤层的突出危险性具有重要的积极作用。目前现有的保护层开采过程中的卸压瓦斯抽采方法主要是针对煤层保护层，而软岩保护层相对于煤层保护层而言，具有开采层内基本无瓦斯涌出的显著特点，卸压瓦斯抽采方法将区别于一般的煤层保护层。随着开采软岩保护层矿井的增多，现场急需针对软岩保护层开采的卸压瓦斯综合有效的治理措施。因此，非常有必要提出一种针对软岩保护层卸压瓦斯涌出特点的立体瓦斯抽采方法，解决开采过程中卸压瓦斯治理的难题，保障软岩保护层开采过程的安全及消除被保护层煤层的突出危险性。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种适用于软岩保护层开采的立体综合卸压瓦斯抽采方法，解决软岩保护层开采卸压瓦斯抽采问题，其方法简单、操作起来方便，系统性强，且具有广泛的适用性。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种适用于软岩保护层开采的立体综合卸压瓦斯抽采方法，包括以下步骤:(1)根据采场覆岩结构组合特征，确定软岩保护层开采后顶、底板裂隙带的发育高度，分析上覆和下伏的被保护层处于具体分带范围，确定施工条件；(2)软岩保护层开采立体卸压瓦斯抽采：(21)软岩保护层开采前，利用地面采动井抽采和穿层钻孔抽采，对被保护层瓦斯进行预抽；(22)软岩保护层开采中，利用地面采动井抽采、拦截钻孔抽采、穿层钻孔抽采和采空区埋管抽采四种措施对被保护层卸压瓦斯进行全方位的立体综合持续抽采；(23)软岩保护层开采后，在已回采过的区域利用地面采动井抽采和穿层钻孔抽采，继续强化抽采被保护层卸压瓦斯，进一步降低被保护层瓦斯含量；(3)对被保护层进行卸压保护效果考察，当煤层瓦斯压力降低到0.74MPa以下或瓦斯含量降低到8m3/t以下时，结束卸压瓦斯抽采工作，否则将继续在采后区域持续抽采卸压瓦斯。作为上述方案的进一步优化，所述地面采动井的井间距为100-150m，第一口地面采动井距切眼的距离为30-50m，钻井直径为245mm，根据软岩保护层走向的长度，确定地面采动井的数量。使得地面采动井的抽采半径全部覆盖工作面，在倾向方向上，相邻地面采动井抽采半径交叉点在上下两巷之外，保证工作面在抽采半径范围内。作为上述方案的进一步优化，所述地面采动井布置在采动裂隙的“O”形圈内，其位置选在软岩保护层工作面的中上部或者中下部，所述地面采动井的位置相距机巷或风巷的距离为30-50m,确保持续性抽采卸压瓦斯。作为上述方案的进一步优化，根据冒落带高度计算公式：计算出冒落带的发育高度，确定地面采动井终孔位置位于采场冒落带以上，距离冒落带的法距为5-10m。作为上述方案的进一步优化，所述拦截钻孔抽采包括走向拦截钻孔抽采和倾向拦截钻孔抽采，拦截钻孔作为被保护层卸压瓦斯拦截抽采措施，能够有效防止被保护层的卸压瓦斯通过采动形成的裂隙通道进入采空区，造成瓦斯超限，可以达到防护和抽采卸压瓦斯的双重目的。根据软岩保护层周边已掘进的底板岩巷或在软岩保护层风巷内新掘进的拦截钻场，将拦截钻孔布置在其内，将走向拦截钻孔抽采和倾向拦截钻孔抽采结合布置，起到拦截和抽采卸压瓦斯，保障工作面安全生产的目的。作为上述方案的进一步优化，在底板岩巷或新施工的拦截钻场内施工拦截钻孔；基于被保护煤层瓦斯压力大，瓦斯含量高，为钻孔施工安全，拦截钻孔施工至被保护层底板下方3-6m位置。作为上述方案的进一步优化，在软岩保护层的风巷内设置拦截钻场，在拦截钻场内施工走向拦截钻孔，拦截钻场的间距为100-150m，长度12-17m，走向拦截钻孔封孔至冒落带4-6m以上；在软岩保护层底板岩巷内施工倾向拦截钻孔，倾向拦截钻孔封孔深度不少于15m。作为上述方案的进一步优化，所述拦截钻孔间距为走向(15-20m)×倾向20m，钻孔的直径133mm。起到拦截和抽采卸压瓦斯，保障工作面安全生产的目的。作为上述方案的进一步优化，所述穿层钻孔抽采在软岩保护层周边已掘进的底板岩巷或新掘进的高抽巷内施工穿层钻孔，穿层钻孔的间距为走向(20-30m)×倾向(20-30m)，钻孔直径113mm，穿层钻孔穿过被保护层顶板0.5-1.5m位置。作为上述方案的进一步优化，若被保护层瓦斯压力大，瓦斯含量高，基于卸压瓦斯抽采的有效性，在已回采过的区域施工采后二次穿煤层强化穿层钻孔继续抽采卸压瓦斯，滞后软岩保护层工作面3-6个月施工，进一步降低被保护层瓦斯含量。作为上述方案的进一步优化，所述采空区埋管抽采通过采动裂隙系统进入软岩保护层采空区范围的卸压瓦斯，沿工作面风巷上帮，向采空区敷设一趟瓦斯管路，所述瓦斯管路深入采空区内，通过移动抽采系统形成的负压，抽采采空区和上隅角积聚的卸压瓦斯，所述瓦斯管路采取交替迈步的方式向采空区预埋抽采管路，交替迈步距离为10～25m。与现有技术相比，本专利技术的一种适用于软岩保护层开采的立体综合卸压瓦斯抽采方法有益效果如下：1、本专利技术的一种适用于软岩保护层开采的立体综合卸压瓦斯抽采方法，提出从地面到井下、从采前预抽煤层瓦斯、采中持续抽采卸压瓦斯到采后强化抽采卸压的全方位立体综合卸压瓦斯抽采方法，实现时间上、空间上和功能上的有效衔接和补充，通过把多种卸压瓦斯抽采措施合理结合、充分利用，相互互补，使得被保护层的卸压瓦斯抽采更加可靠、合理、经济和有效。2、本专利技术的一种适用于软岩保护层开采的立体综合卸压瓦斯抽采方法，从根本上解决了软岩保护层开采卸压瓦斯抽采问题，其方法简单、操作起来方便，系统性强，具有广泛的适用性。3、本专利技术的一种适用于软岩保护层开采的立体综合卸压瓦斯抽采方法，通过立体综合卸压瓦斯抽采，可使对应的突出煤层工作面瓦斯预抽率达到65％以上，可使煤层瓦斯压力降至0.74MPa以下或煤层瓦斯含量降到8m3/t以下，大大的降低了被保护煤层的瓦斯含量和瓦斯压力，将高瓦斯突出煤层转变为低瓦斯不突出煤层，同时，还能保障软岩保护层开采过程中的安全，对于促进矿井的高产高效和保障安全生产都具有重要的意义。4、基于软岩保护层在深部低渗透强突出煤层群首采卸压层选择中具有潜在的应用前景。本专利技术的一种适用于软岩保护层开采的立体综合卸压瓦斯抽采方法同样具有广泛的应用前景。5、结合本专利技术的优选是实施例，本专利技术的一种适用于软岩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于软岩保护层开采的立体综合卸压瓦斯抽采方法，其特征在于：包括以下步骤:(1)根据采场覆岩结构组合特征，确定软岩保护层开采后顶、底板裂隙带的发育高度，分析上覆和下伏的被保护层处于具体分带范围，确定施工条件；(2)软岩保护层开采立体卸压瓦斯抽采：(21)软岩保护层开采前，利用地面采动井抽采和穿层钻孔抽采，对被保护层瓦斯进行预抽；(22)软岩保护层开采中，利用地面采动井抽采、拦截钻孔抽采、穿层钻孔抽采和采空区埋管抽采四种措施对被保护层卸压瓦斯进行全方位的立体综合持续抽采；(23)软岩保护层开采后，在已回采过的区域利用地面采动井抽采和穿层钻孔抽采，继续强化抽采被保护层卸压瓦斯，进一步降低被保护层瓦斯含量；(3)对被保护层进行卸压保护效果考察，当煤层瓦斯压力降低到0.74MPa以下或瓦斯含量降低到8m

【技术特征摘要】
1.一种适用于软岩保护层开采的立体综合卸压瓦斯抽采方法，其特征在于：包括以下步骤:(1)根据采场覆岩结构组合特征，确定软岩保护层开采后顶、底板裂隙带的发育高度，分析上覆和下伏的被保护层处于具体分带范围，确定施工条件；(2)软岩保护层开采立体卸压瓦斯抽采：(21)软岩保护层开采前，利用地面采动井抽采和穿层钻孔抽采，对被保护层瓦斯进行预抽；(22)软岩保护层开采中，利用地面采动井抽采、拦截钻孔抽采、穿层钻孔抽采和采空区埋管抽采四种措施对被保护层卸压瓦斯进行全方位的立体综合持续抽采；(23)软岩保护层开采后，在已回采过的区域利用地面采动井抽采和穿层钻孔抽采，继续强化抽采被保护层卸压瓦斯，进一步降低被保护层瓦斯含量；(3)对被保护层进行卸压保护效果考察，当煤层瓦斯压力降低到0.74MPa以下或瓦斯含量降低到8m3/t以下时，结束卸压瓦斯抽采工作，否则将继续在采后区域持续抽采卸压瓦斯。2.根据权利要求1所述的一种适用于软岩保护层开采的立体综合卸压瓦斯抽采方法，其特征在于：所述地面采动井的井间距为100-150m，第一口地面采动井距切眼的距离为30-50m，钻井直径为245mm，根据软岩保护层走向的长度，确定地面采动井的数量，使得地面采动井的抽采半径全部覆盖工作面。在倾向方向上，相邻地面采动井抽采半径交叉点在上下两巷之外，保证工作面在抽采半径范围内。3.根据权利要求1所述的一种适用于软岩保护层开采的立体综合卸压瓦斯抽采方法，其特征在于：所述地面采动井布置在采动裂隙的“O”形圈内，其位置选在软岩保护层工作面的中上部或者中下部，所述地面采动井的位置相距机巷或风巷的距离为30-50m。4.根据权利要求1所述的一种适用于软岩保护层开采的立体综合卸压瓦斯抽采方法，其特征在于：地面采动井终孔位置位于采场冒落带以上，距离冒落带的法距为5-10m。...

【专利技术属性】
技术研发人员：程详，赵光明，李英明，孟祥瑞，董春亮，王超，刘晓萌，彭瑞，左超，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34