高位钻孔瓦斯通道变压疏通方法技术

本发明专利技术涉及矿井瓦斯抽采技术领域，具体涉及一种高位钻孔瓦斯通道变压疏通方法；包括以下步骤，a、首先在采煤工作面进行高位钻孔，即在工作面的回风巷向煤层顶板施工钻孔，设计若干个钻场，单组钻场含钻孔10个；b、间隔关闭钻场处抽放钻孔阀门进行抽放，持续10min；c、第一次关闭的钻孔打开，未关闭的钻孔关闭，持续时间为由初始期抽放管线内有明显的碎石下落响声，待响声渐无时停止；d、重复上述步骤b和c，2‑3次；本发明专利技术方法增大了瓦斯抽放钻场的整体瓦斯抽放量，真正体现了抽放对于回采工作面瓦斯控制的意义，操作简单；用人少用时短，最多30min完成工作；劳动强度小。

【技术实现步骤摘要】
高位钻孔瓦斯通道变压疏通方法
本专利技术涉及矿井瓦斯抽采
，具体涉及一种高位钻孔瓦斯通道变压疏通方法。
技术介绍
煤矿开采中，瓦斯灾害一直是威胁煤矿安全生产的主要灾害之一，虽然国内外在瓦斯治理方面出现过很多技术方法，但是受限于地域和生产环境条件，整体推广并不广泛。然而，瓦斯抽放技术仍然被认为是预防瓦斯灾害最有效的方法之一。一般采煤工作面瓦斯涌出主要来源于上覆层的采空区，为达到工作面的瓦斯治理目的，一般通过施工高位钻孔对该工作面上覆的采空区进行瓦斯抽放，以降低开采过程中上覆层的高浓度瓦斯向工作面涌出。而抽采的瓦斯不可避免地会携带少量的岩粉、煤尘等微颗粒杂物，钻孔内部颗粒性物质随抽放负压移动堵塞瓦斯流动通道，导致上覆层瓦斯下泄工作面上隅角瓦斯升高。相对于工作面瓦斯增大时，目前采用临时设置风帐、风筒等措施，但是这些措施操作复杂，劳动强大，成本投入高。
技术实现思路
本专利技术为解决钻孔内部颗粒性物质随抽放负压移动堵塞瓦斯流动通道，导致上覆层瓦斯下泄工作面上隅角瓦斯升高的问题，提供一种高位钻孔瓦斯通道变压疏通方法。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：一种高位钻孔瓦斯通道变压疏通方法，包括以下步骤，a、首先在采煤工作面进行高位钻孔，即在工作面的回风巷向煤层顶板施工钻孔，设计若干个钻场，单组钻场含钻孔10个；b、间隔关闭钻场处抽放钻孔阀门进行抽放，持续10min；c、第一次关闭的钻孔打开，未关闭的钻孔关闭，持续时间为由初始期抽放管线内有明显的碎石下落响声，待响声渐无时停止；d、重复上述步骤b和c，2-3次。理论依据瓦斯抽放通道的形成为网状裂隙分部，不同大小裂隙所能容纳的颗粒固定。表现为4中形式：1、颗粒直径远远大于裂隙直径，不堵塞；2、颗粒直径等于或稍大于裂隙直径，表现为表面嵌附，堵塞；3、颗粒直径远远小于裂隙直径，表现为裂隙深部填充，堵塞；4、颗粒直径稍小于裂隙直径，表现为表面或浅部组合嵌附，堵塞。具体表现形式如图2所示。一定条件下抽放负压所携带颗粒质量一定，因此可以通过改变间歇性的改变负压来实现颗粒堆积稳态的打破。与现有技术相比本专利技术具有以下有益效果：瓦斯通道的变压疏通方法，增大了瓦斯抽放钻场的整体瓦斯抽放量，真正体现了抽放对于回采工作面瓦斯控制的意义。操作简单；用人少，只需1人，最多2人（留1人泵站观察流量）；用时短，最多30min完成工作；劳动强度小；相对风帐，风筒的治标局限，达到了治本的目的。附图说明图1为本专利技术方法操作钻孔示意图。图2为通道的形成不同大小网状裂隙所能容纳的颗粒固定表现形式。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1一种高位钻孔瓦斯通道变压疏通方法，包括以下步骤，a、首先在采煤工作面进行高位钻孔，即在工作面的回风巷向煤层顶板施工钻孔，设计若干个钻场，单组钻场含钻孔10个；b、间隔关闭钻场处抽放钻孔阀门进行抽放，持续10min；c、第一次关闭的钻孔打开，未关闭的钻孔关闭，持续时间为由初始期抽放管线内有明显的碎石下落响声，待响声渐无时停止；d、重复上述步骤b和c，2-3次。步骤c的持续时间为10min。步骤a中设计8个钻场，单组钻场含钻孔10个，共80个钻孔。所述步骤a中的钻场的间距为70-80m，钻孔的水平间距为40-50m。晋华宫矿12-3#层301盘区8112工作面经计算与以往开采瓦斯涌出量数据参考，认为该工作面瓦斯涌出主要来源于上覆12#层301盘区8112采空区和8114采空区。为达到该工作面的瓦斯治理目的，决定通过施工高位钻孔对该工作面上覆的两个采空区进行瓦斯抽放，以降低开采过程中上覆层的高浓度瓦斯向工作面涌出。12-3#层8112工作面高位瓦斯抽放钻孔施工于5112巷，正常抽放期间，单组钻场瓦斯抽放浓度呈正常抛物线变化，流量稳定在100m3/min-115m3/min之间，抽放出口瓦斯浓度在5.0%左右，8112工作面上隅角瓦斯浓度控制在0.5%左右。然而550m里程瓦斯抽放钻场处顶板破碎严重，在抽放该处钻场时，钻场流量突然低至48.89m3/min，抽放出气口瓦斯浓度降至1%-2%，8112工作面上隅角瓦斯浓度增大至2%左右。考虑到该钻场所处的特定位置，初步认定为顶板破碎，钻孔内部颗粒性物质随抽放负压移动堵塞瓦斯流动通道，导致上覆层瓦斯下泄导致8112工作面上隅角瓦斯升高。采用本专利技术高位钻孔瓦斯通道变压疏通方法后，瓦斯抽放效果对比如表1所示，本专利技术瓦斯通道的变压疏通方法，增大了瓦斯抽放钻场的整体瓦斯抽放量，真正体现了抽放对于回采工作面瓦斯控制的意义。表1瓦斯抽放效果对比结果抽放流量（m3/min）出气口瓦斯浓度（%）8112上隅角瓦斯浓度（%）疏通前48.891-22疏通后1256.20.42本专利技术还应用于晋华宫矿12-3#层301盘区8112面5112巷550m里程处抽放钻场外，还应用与该处850m钻场的流量调整过程中，期间850m里程钻场经过调整后，流量从78m3/min提升到了120m3/min。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高位钻孔瓦斯通道变压疏通方法，其特征在于：包括以下步骤，a、首先在采煤工作面进行高位钻孔，即在工作面的回风巷向煤层顶板施工钻孔，设计若干个钻场，单组钻场含钻孔10个； b、间隔关闭钻场处抽放钻孔阀门进行抽放，持续10min；c、第一次关闭的钻孔打开，未关闭的钻孔关闭，持续时间为由初始期抽放管线内有明显的碎石下落响声，待响声渐无时停止；d、重复上述步骤b和c，2‑3次。

【技术特征摘要】
1.一种高位钻孔瓦斯通道变压疏通方法，其特征在于：包括以下步骤，a、首先在采煤工作面进行高位钻孔，即在工作面的回风巷向煤层顶板施工钻孔，设计若干个钻场，单组钻场含钻孔10个；b、间隔关闭钻场处抽放钻孔阀门进行抽放，持续10min；c、第一次关闭的钻孔打开，未关闭的钻孔关闭，持续时间为由初始期抽放管线内有明显的碎石下落响声，待响声渐无时停止；d、重复上述步骤b和c，2-...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文涛，李俊成，张文杰，王二华，李宇栋，
申请(专利权)人：大同煤矿集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山西,14