一种低透气性薄煤层工作面瓦斯抽采方法技术

本发明专利技术提出的低透气性薄煤层工作面瓦斯抽采方法，通过将工作面划分为临近回采巷评价单元、临近切眼巷评价单元以及工作面中部评价单元，并针对不同评价单元采取不同的顺煤层瓦斯抽采钻孔布置方法，最后将顺层瓦斯抽采钻孔与瓦斯抽采管路连接，在负压作用下抽采工作面内各评价单元中煤层瓦斯，并对每个评价单元施工瓦斯考察钻孔，检验瓦斯抽采效果，本发明专利技术所提方法较好的解决了工作面由于煤层薄、透气性差、长度大造成的瓦斯抽采钻孔容易偏向顶板或底板进而导致瓦斯抽采不达标难题，提高了瓦斯抽采钻孔的有效利用率及工作面中部煤层瓦斯抽采达标率，确保了工作面安全回采。

【技术实现步骤摘要】
一种低透气性薄煤层工作面瓦斯抽采方法
本专利技术涉及煤矿开采
，具体为一种低透气性薄煤层工作面瓦斯抽采方法。
技术介绍
煤与瓦斯突出是煤矿安全生产面临的重大灾害之一，随着我国煤炭开采强度与深度的增加，煤与瓦斯突出灾害的危险性越来越严重，对煤炭工业形象造成严重负面影响。我国南部煤炭资源以薄煤层为主，且瓦斯含量高、煤层透气性差，工作面抽采达标所需时间长，抽采难度大，一方面原因是工作面切眼区域相对抽采时间短，另一方面是工作面中部区域顺层瓦斯抽采钻孔施工质量难以保证。以往针对低透气性薄煤层回采工作面瓦斯抽采，通常在工作面回采前由两侧回采巷道及切眼巷内向工作面煤体施工顺层钻孔抽采瓦斯，但此方法难以保证工作面中部瓦斯抽采效果，特别是对于低透气性薄煤层工作面，由于瓦斯在煤层中流动困难，瓦斯抽采更加困难，对于长度较大的工作面中部区域，顺层瓦斯抽采钻孔还会出现偏向顶板或底板岩层的现象，进一步降低了顺层瓦斯抽采钻孔抽采效果，进而导致工作面中部区域煤层瓦斯抽采效果较差，在工作面回采期间常引发工作面内瓦斯超限，严重时甚至诱发煤与瓦斯突出灾害。因此，针对透气性低、煤层薄、长度大的工作面煤层瓦斯抽问题，需要设计更具针对性、瓦斯抽采效果更佳的抽采方法，以减少煤层瓦斯含量，降低煤层瓦斯压力，弱化煤层煤与瓦斯突出危险性，提高工作面回采安全性。
技术实现思路
为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种低透气性薄煤层工作面瓦斯抽采方法，其包含以下步骤：步骤一：划分区域；工作面的上下两侧为回采巷，工作面的右侧为切眼巷，将工作面划分为临近回采巷评价单元、临近切眼巷评价单元以及工作面中部评价单元，用以对不同的区域分开进行瓦斯抽采评价；步骤二：施工顺层瓦斯抽采钻孔一；其一，针对临近回采巷评价单元施工顺层瓦斯抽采钻孔一，垂直于回采巷的巷帮向工作面内施工顺层瓦斯抽采钻孔一；其二，针对临近切眼巷评价单元施工顺层瓦斯抽采钻孔一，垂直于切眼巷的巷帮向工作面内施工顺层瓦斯抽采钻孔一；步骤三：施工瓦斯抽采巷道；针对工作面中部评价单元施工瓦斯抽采巷道，在工作面两侧的回采巷的巷道掘进的同时，由回采巷的巷道向工作面的内部采用矩形小断面掘进的方式掘进形成瓦斯抽采巷道，所述瓦斯抽采巷道的轴线与回采巷的巷道的轴线垂直，所述瓦斯抽采巷道沿煤层底板掘进，其迎头位于工作面中部评价单元的长边中部；步骤四：施工顺层瓦斯抽采钻孔二；在瓦斯抽采巷道的迎头端面上施工顺层瓦斯抽采钻孔二，所述顺层瓦斯抽采钻孔二呈“扇形”布置，顺煤层钻进；步骤五：管路连接；将上述的顺层瓦斯抽采钻孔一和顺层瓦斯抽采钻孔二与瓦斯抽采管路连接，在负压作用下抽采工作面内各评价单元中煤层瓦斯，瓦斯抽采管路内负压不小于13KPa，瓦斯抽采管路经瓦斯抽采巷道、回采巷的巷道、采区巷道与地面瓦斯抽采系统连接；步骤六：施工瓦斯考察钻孔；在工作面的每个评价单元内施工瓦斯考察钻孔，用以考察每个评价单元内瓦斯压力和残余瓦斯含量是否达标。进一步的，步骤一中，所述工作面的宽度为L，临近回采巷评价单元和工作面中部评价单元的长均为150～200m，宽均为L/3，临近切眼巷评价单元的长均为L，宽为100m。进一步的，步骤二中，所述临近回采巷评价单元中的顺层瓦斯抽采钻孔一的封孔长度为10～15m，其开孔位于煤层中部，单排布置，孔间距为5～10m，临近回采巷评价单元中的顺层瓦斯抽采钻孔一的长为L/3，其直径为90～135mm；临近切眼巷评价单元中的顺层瓦斯抽采钻孔一的封孔长度10m，其开孔位于煤层中部，单排布置，孔间距为3～5m，临近切眼巷评价单元中的顺层瓦斯抽采钻孔一的长为100m，其直径为90～135mm。进一步的，步骤三中，所述瓦斯抽采巷道呈“迈步”式布置，所述瓦斯抽采巷道的断面为矩形，该矩形的宽为3.5m，高为2m，所述瓦斯抽采巷道长度为L/3。进一步的，步骤四中，所述顺层瓦斯抽采钻孔二呈“扇形”布置，且顺着煤层钻进，其封孔长度为10～15m，开孔采用“三花眼”布置方式，其开孔点间排距为0.5m～1m，其终孔点直线距离为5～10m，所述顺层瓦斯抽采钻孔二的长度以覆盖评价单元为准，所述顺层瓦斯抽采钻孔二的直径为90～135mm。进一步的，步骤六中，所述瓦斯考察钻孔平行煤层钻进，所述瓦斯考察钻孔的封孔长度为10～15m，其开孔位置位于相邻两顺层瓦斯抽采钻孔一的开孔连线中部，或者位于相邻两顺层瓦斯抽采钻孔二的开孔连线中部，所述瓦斯考察钻孔的终孔位置位于相邻两顺层瓦斯抽采钻孔一的终孔连线中部，或者相邻两顺层瓦斯抽采钻孔二的终孔连线中部，所述瓦斯考察钻孔的直径90～135mm。进一步的，步骤六中，当考察瓦斯压力小于0.74MPa，且残余瓦斯含量小于8m3/t时，表明抽采达标，评价单元内煤层可以安全开采，否则表明抽采不达标，评价单元内煤层不可开采，需延长抽采时间直至抽采达标。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提出的低透气性薄煤层工作面瓦斯抽采方法，通过将工作面划分为临近回采巷评价单元、临近切眼巷评价单元以及工作面中部评价单元，并针对不同评价单元采取不同的顺煤层瓦斯抽采钻孔布置方法，最后将顺层瓦斯抽采钻孔与瓦斯抽采管路连接，在负压作用下抽采工作面内各评价单元中煤层瓦斯，并对每个评价单元施工瓦斯考察钻孔，检验瓦斯抽采效果，尤其针对工作面中部评价单元设置施工瓦斯抽采巷道和施工顺层瓦斯抽采钻孔二，进一步保证了工作面中部评价单元中的瓦斯抽采效果，本专利技术所提方法较好的解决了工作面由于煤层薄、透气性差、长度大造成的瓦斯抽采钻孔容易偏向顶板或底板进而导致瓦斯抽采不达标难题，提高了瓦斯抽采钻孔的有效利用率及工作面中部煤层瓦斯抽采达标率，确保了工作面安全回采。附图说明图1为低透气性薄煤层工作面瓦斯抽采评价单元划分平面图；图2为工作面评价单元内瓦斯抽采钻孔布置平面图；图3为瓦斯抽采巷内瓦斯抽采钻孔布置平面图；图4为瓦斯抽采巷迎头端面剖面图(图3中A-A剖面)；图中：1、工作面；2、回采巷；3、顺层瓦斯抽采钻孔一；4、切眼巷；5、瓦斯抽采巷道；6、顺层瓦斯抽采钻孔二；7、瓦斯考察钻孔。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-4，本专利技术提供一种技术方案：一种低透气性薄煤层工作面瓦斯抽采方法，其特征在于，其包含以下步骤：步骤一：划分区域；如图1，工作面1的上下两侧为回采巷2，工作面1的右侧为切眼巷4，将工作面1划分为临近回采巷评价单元(C、D、F、G、I、J)、临近切眼巷评价单元(A)以及工作面中部评价单元(B、E、H)，用以对不同的区域分开进行瓦斯抽采评价；步骤二：施工顺层瓦斯抽采钻孔一3；其一，针对临近回采巷评价单元施工顺层瓦斯抽采钻孔一3，垂直于回采巷2的巷帮向工作面1内施工顺层瓦斯抽采钻孔一3；其二，针对临近切眼巷评价单元施工顺层瓦斯抽采钻孔一3，垂直于切眼巷4的巷帮向工作面1内施工顺层瓦斯抽采钻孔一3；步骤三：施工瓦斯抽采巷道5；针对工作面中部评价单元施工瓦斯抽采巷道5，在工作面1两侧的回采巷2的巷道掘进的同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低透气性薄煤层工作面瓦斯抽采方法，其特征在于，其包含以下步骤：步骤一：划分区域；工作面(1)的上下两侧为回采巷(2)，工作面(1)的右侧为切眼巷(4)，将工作面(1)划分为临近回采巷评价单元、临近切眼巷评价单元以及工作面中部评价单元，用以对不同的区域分开进行瓦斯抽采评价；步骤二：施工顺层瓦斯抽采钻孔一(3)；其一，针对临近回采巷(2)评价单元施工顺层瓦斯抽采钻孔一(3)，垂直于回采巷(2)的巷帮向工作面(1)内施工顺层瓦斯抽采钻孔一(3)；其二，针对临近切眼巷(4)评价单元施工顺层瓦斯抽采钻孔一(3)，垂直于切眼巷(4)的巷帮向工作面(1)内施工顺层瓦斯抽采钻孔一(3)；步骤三：施工瓦斯抽采巷道(5)；针对工作面中部评价单元施工瓦斯抽采巷道(5)，在工作面(1)两侧的回采巷(2)的巷道掘进的同时，由回采巷(2)的巷道向工作面(1)的内部采用矩形小断面掘进的方式掘进形成瓦斯抽采巷道(5)，所述瓦斯抽采巷道(5)的轴线与回采巷(2)的巷道的轴线垂直，所述瓦斯抽采巷道(5)沿煤层底板掘进，其迎头位于工作面中部评价单元的长边中部；步骤四：施工顺层瓦斯抽采钻孔二(6)；在瓦斯抽采巷道(5)的迎头端面上施工顺层瓦斯抽采钻孔二(6)，所述顺层瓦斯抽采钻孔二(6)呈“扇形”布置，顺煤层钻进；步骤五：管路连接；将上述的顺层瓦斯抽采钻孔一(3)和顺层瓦斯抽采钻孔二(6)与瓦斯抽采管路连接，在负压作用下抽采工作面(1)内各评价单元中煤层瓦斯，瓦斯抽采管路内负压不小于13KPa，瓦斯抽采管路经瓦斯抽采巷道(5)、回采巷(2)的巷道、采区巷道与地面瓦斯抽采系统连接；步骤六：施工瓦斯考察钻孔(7)；在工作面(1)的每个评价单元内施工瓦斯考察钻孔(7)，用以考察每个评价单元内瓦斯压力和残余瓦斯含量是否达标。...

【技术特征摘要】
1.一种低透气性薄煤层工作面瓦斯抽采方法，其特征在于，其包含以下步骤：步骤一：划分区域；工作面(1)的上下两侧为回采巷(2)，工作面(1)的右侧为切眼巷(4)，将工作面(1)划分为临近回采巷评价单元、临近切眼巷评价单元以及工作面中部评价单元，用以对不同的区域分开进行瓦斯抽采评价；步骤二：施工顺层瓦斯抽采钻孔一(3)；其一，针对临近回采巷(2)评价单元施工顺层瓦斯抽采钻孔一(3)，垂直于回采巷(2)的巷帮向工作面(1)内施工顺层瓦斯抽采钻孔一(3)；其二，针对临近切眼巷(4)评价单元施工顺层瓦斯抽采钻孔一(3)，垂直于切眼巷(4)的巷帮向工作面(1)内施工顺层瓦斯抽采钻孔一(3)；步骤三：施工瓦斯抽采巷道(5)；针对工作面中部评价单元施工瓦斯抽采巷道(5)，在工作面(1)两侧的回采巷(2)的巷道掘进的同时，由回采巷(2)的巷道向工作面(1)的内部采用矩形小断面掘进的方式掘进形成瓦斯抽采巷道(5)，所述瓦斯抽采巷道(5)的轴线与回采巷(2)的巷道的轴线垂直，所述瓦斯抽采巷道(5)沿煤层底板掘进，其迎头位于工作面中部评价单元的长边中部；步骤四：施工顺层瓦斯抽采钻孔二(6)；在瓦斯抽采巷道(5)的迎头端面上施工顺层瓦斯抽采钻孔二(6)，所述顺层瓦斯抽采钻孔二(6)呈“扇形”布置，顺煤层钻进；步骤五：管路连接；将上述的顺层瓦斯抽采钻孔一(3)和顺层瓦斯抽采钻孔二(6)与瓦斯抽采管路连接，在负压作用下抽采工作面(1)内各评价单元中煤层瓦斯，瓦斯抽采管路内负压不小于13KPa，瓦斯抽采管路经瓦斯抽采巷道(5)、回采巷(2)的巷道、采区巷道与地面瓦斯抽采系统连接；步骤六：施工瓦斯考察钻孔(7)；在工作面(1)的每个评价单元内施工瓦斯考察钻孔(7)，用以考察每个评价单元内瓦斯压力和残余瓦斯含量是否达标。2.根据权利要求1所述的一种低透气性薄煤层工作面瓦斯抽采方法，其特征在于，步骤一中，所述工作面(1)的宽度为L，临近回采巷评价单元和工作面中部评价单元的长均为150～200m，宽均为L/3，临近切眼巷评价单元的长均为L，宽为100m。3.根据权利要求1所述的一种低透气性薄煤...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩，李红斌，谭毅，白二虎，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南,41