一种均匀卸压一体垮落的快速揭煤方法技术

本发明专利技术公开了一种均匀卸压一体垮落的快速揭煤方法，包括：在石门揭煤工作面距煤层特定位置处布置钻场；由钻场向煤层施工钻孔，控制孔与爆破孔间隔2m交替布置；在石门工作面上布置孔径133mm的控制孔，见煤后孔径扩为440mm；布置孔径为75mm的爆破孔，爆破作业后煤体向控制孔预留的空间运动造成煤体垮塌；抽采瓦斯，待煤层消突后进行揭煤。本发明专利技术利用地应力使松动煤体会整体快速垮落，煤柱发生横向破坏变形，煤体向控制孔空间运移，煤层失去弹性区；通过预留煤体运移空间，使控制孔间煤柱快速垮落，改变煤体的应力状态，既克服了煤柱不能均匀快速卸压而无法快速消突的困难，也克服了传统煤体爆破时煤体无法整体垮塌的困难，提高了揭煤效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及涉及煤矿石门揭煤
，具体涉及一种均匀卸压一体垮落的快速揭煤方法。
技术介绍
采用爆破增大煤层透气性加快揭煤速度的方法，爆破后煤体会迅速垮落，短时间内可抽采出大量的瓦斯，但在地应力和瓦斯压力的作用下，煤层裂隙再次闭合，甚至会封堵钻孔，且爆破增透能量不易控制，会在一定程度上诱导突出；采用抽采孔抽采瓦斯，布置密集钻孔或大孔径钻孔可增大钻孔卸压范围，但由于钻孔间煤柱的支撑作用，煤柱瓦斯卸压不充分，造成局部瓦斯压力过高，只有在长时间的地应力作用下，煤柱逐渐垮塌，煤柱塑性区与抽采孔塑性区贯通后，才能有效对煤层进行消突。上述措施虽可以作为揭煤中消除煤与瓦斯突出的危险性的方法，但所需时间太长，不能快速达到消除煤与瓦斯突出危险性的目的。故如何在揭煤中达到快速消除煤与瓦斯突出危险性，无论是对煤矿安全生产还是对提高矿井效益，都是急需解决的问题。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种均匀卸压一体垮落的快速揭煤方法，通过石门工作面上控制孔与爆破孔的组合布置，爆破孔在爆破扰动与控制孔在扩大孔径后对煤层的共同作用下，使煤体整体垮落，对煤层进行充分卸压，快速消除煤层突出危险性，加快揭煤速度。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种均匀卸压一体垮落的快速揭煤方法，其包括如下步骤：a、在石门掘进过程中当石门工作面与煤层间的岩层的厚度为7～10m时停止掘进；b、在石门工作面上选定位置处施工控制孔：应用扩孔钻杆施工控制孔，用初始孔径为133mm的扩孔钻具在石门工作面选定位置处施工控制孔，扩孔钻杆穿过岩层进入煤层时，孔径扩为440mm继续施工，直至扩孔钻杆穿过煤层后开始推杆；c、退杆结束后，在控制孔内送入抽采管，用聚氨酯和水泥进行封堵控制孔，并将抽采管露在控制孔外的一端接入抽采管路进行瓦斯抽采，控制孔施工完成；d、当控制孔全部施工完成后开始施工爆破孔；e、在石门工作面上选定钻孔位置施工爆破孔：用75mm钻杆在石门工作面选定位置处开始施工爆破孔，当爆破孔施工至煤层中心位置时，停止施工，开始退杆；f、退杆结束后，开始施工下一个爆破孔；g、当爆破孔全部施工完成后将炸药分别填入所以的爆破孔，引出导爆索并用聚氨酯和水泥封堵爆破孔；h、将填入爆破孔内炸药上所有的导爆索，以并联的方式连接，并一次引爆所有的炸药；i、爆破施工结束后，由控制孔抽采煤层内的瓦斯，当煤层内的瓦斯压力、瓦斯含量若均低于突出临界值时，将抽采管路与抽采管分离，撤出抽采管，石门工作面继续掘进，穿过岩层11进行揭煤；若高于突出临界值时，不进行揭煤，控制孔继续抽采瓦斯。进一步，所述控制孔与爆破孔的终孔布置均在煤层的中轴线上。进一步，所述控制孔与爆破孔在煤层内的终孔间距为2m。进一步，所述步骤e中爆破孔施工至煤层的中心位置。进一步，所述爆破孔内的炸药用导爆索以并联的方式连接。进一步，所述爆破孔的孔径为75mm，并在爆破孔内填入炸药，通过引爆炸药扰动煤体，使煤体整体垮落，松动的煤层内吸附态瓦斯快速解析为游离态瓦斯。进一步，所述控制孔在石门工作面上的开孔孔径为133mm，扩孔钻具进入煤层时孔径扩为440mm，为爆破后垮落的煤体提供运移空间，使煤体充分垮落。进一步，所述控制孔内接入抽采管，抽采煤层内在爆破作用下松动煤体，造成煤体垮落解吸的游离态瓦斯，对煤层进行充分卸压。本专利技术的有益效果是：1)本专利技术应用扩孔钻杆施工控制孔，增大煤层内控制孔孔径，提高瓦斯抽采率和卸压范围，为煤体垮落提供运移空间，使煤层整体垮落。2)本专利技术应用爆破技术，松动控制孔间煤柱，在地应力作用下，煤柱会整体迅速垮落，煤柱发生横向的破坏变形，并向控制孔空间运移，使煤柱弹性区消失，缩短煤层卸压时间，提高揭煤速度。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术的剖面图。图3为本专利技术的具体施工图。其中：1—控制孔；2—爆破孔；3—煤层；4—石门工作面；5—抽采管；6—聚氨酯；7—炸药；8—水泥；9—抽采管路；10—导爆索；11—岩层。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步阐述。如图1～3所示，一种均匀卸压一体垮落的快速揭煤方法，其包括如下步骤：a、在石门掘进过程中当石门工作面4与煤层3间的岩层11的厚度为7～10m时停止掘进；b、在石门工作面4上选定位置处施工控制孔1：应用扩孔钻杆施工控制孔1，用初始孔径为133mm的扩孔钻具在石门工作面4选定位置处施工控制孔1，扩孔钻杆穿过岩层11进入煤层3时，孔径扩为440mm继续施工，直至扩孔钻杆穿过煤层3后开始推杆；c、退杆结束后，在控制孔1内送入抽采管5，用聚氨酯6和水泥8进行封堵控制孔1，并将抽采管5露在控制孔1外的一端接入抽采管路9进行瓦斯抽采，控制孔1施工完成；d、当控制孔1全部施工完成后开始施工爆破孔2；e、在石门工作面4上选定钻孔位置施工爆破孔2：用75mm钻杆在石门工作面4选定位置处开始施工爆破孔2，当爆破孔2施工至煤层中心位置时，停止施工，开始退杆；f、退杆结束后，开始施工下一个爆破孔2；g、当爆破孔2全部施工完成后将炸药7分别填入所以的爆破孔2，引出导爆索10并用聚氨酯6和水泥8封堵爆破孔2；h、将填入爆破孔2内炸药7上所有的导爆索10，以并联的方式连接，并一次引爆所有的炸药7；i、爆破施工结束后，由控制孔1抽采煤层3内的瓦斯，当煤层3内的瓦斯压力、瓦斯含量若均低于突出临界值时，将抽采管路9与抽采管5分离，撤出抽采管，石门工作面4继续掘进，穿过岩层11进行揭煤；若高于突出临界值时，不进行揭煤，控制孔1继续抽采瓦斯。最后应当说明的是，以上内容仅用于说明本专利技术的技术方案，而非对其保护范围进行限制，只要采用了本专利技术的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本专利技术的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种均匀卸压一体垮落的快速揭煤方法，其特征在于，包括如下步骤：a、在石门掘进过程中当石门工作面4与煤层3间的岩层11的厚度为7～10m时停止掘进；b、在石门工作面4上选定位置处施工控制孔1：应用扩孔钻杆施工控制孔1，用初始孔径为133mm的扩孔钻具在石门工作面4选定位置处施工控制孔1，扩孔钻杆穿过岩层11进入煤层3时，孔径扩为440mm继续施工，直至扩孔钻杆穿过煤层3后开始推杆；c、退杆结束后，在控制孔1内送入抽采管5，用聚氨酯6和水泥8进行封堵控制孔1，并将抽采管5露在控制孔1外的一端接入抽采管路9进行瓦斯抽采，控制孔1施工完成；d、当控制孔1全部施工完成后开始施工爆破孔2；e、在石门工作面4上选定钻孔位置施工爆破孔2：用75mm钻杆在石门工作面4选定位置处开始施工爆破孔2，当爆破孔2施工至煤层中心位置时，停止施工，开始退杆；f、退杆结束后，开始施工下一个爆破孔2；g、当爆破孔2全部施工完成后将炸药7分别填入所以的爆破孔2，引出导爆索10并用聚氨酯6和水泥8封堵爆破孔2；h、将填入爆破孔2内炸药7上所有的导爆索10，以并联的方式连接，并一次引爆所有的炸药7；i、爆破施工结束后，由控制孔1抽采煤层3内的瓦斯，当煤层3内的瓦斯压力、瓦斯含量若均低于突出临界值时，将抽采管路9与抽采管5分离，撤出抽采管，石门工作面4继续掘进，穿过岩层11进行揭煤；若高于突出临界值时，不进行揭煤，控制孔1继续抽采瓦斯。...

【技术特征摘要】
1.一种均匀卸压一体垮落的快速揭煤方法，其特征在于，包括如下步骤：a、在石门掘进过程中当石门工作面4与煤层3间的岩层11的厚度为7～10m时停止掘进；b、在石门工作面4上选定位置处施工控制孔1：应用扩孔钻杆施工控制孔1，用初始孔径为133mm的扩孔钻具在石门工作面4选定位置处施工控制孔1，扩孔钻杆穿过岩层11进入煤层3时，孔径扩为440mm继续施工，直至扩孔钻杆穿过煤层3后开始推杆；c、退杆结束后，在控制孔1内送入抽采管5，用聚氨酯6和水泥8进行封堵控制孔1，并将抽采管5露在控制孔1外的一端接入抽采管路9进行瓦斯抽采，控制孔1施工完成；d、当控制孔1全部施工完成后开始施工爆破孔2；e、在石门工作面4上选定钻孔位置施工爆破孔2：用75mm钻杆在石门工作面4选定位置处开始施工爆破孔2，当爆破孔2施工至煤层中心位置时，停止施工，开始退杆；f、退杆结束后，开始施工下一个爆破孔2；g、当爆破孔2全部施工完成后将炸药7分别填入所以的爆破孔2，引出导爆索10并用聚氨酯6和水泥8封堵爆破孔2；h、将填入爆破孔2内炸药7上所有的导爆索10，以并联的方式连接，并一次引爆所有的炸药7；i、爆破施工结束后，由控制孔1抽采煤层3内的瓦斯，当煤层3内的瓦斯压力、瓦斯含量若均低于突出临界值时，将抽采管路9与抽采管5分离，撤出抽采管，石门工作面4继续掘进，...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆朝民，石必明，宫能平，侯松，齐娟，李重情，程建圣，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34