一种顶板扩裂高效抽放瓦斯的方法技术

本发明专利技术公开了一种顶板扩裂高效抽放瓦斯的方法，涉及煤矿瓦斯防治技术领域，包含如下步骤:步骤一：在距煤层法线距离H=0～100m位置，沿煤层走向布置用于抽放瓦斯的抽放巷，在抽放巷两侧外布置抽放孔钻场，在抽放钻场内施工俯斜抽放钻孔；步骤二：煤层顶板致裂方法，在抽放钻孔下部煤层内及煤层与顶板接触处0～10m的范围内，使煤层顶板致裂，对煤层瓦斯压力卸压。本发明专利技术解决煤层采掘施工之前对煤层瓦斯进行高效抽放的问题，能够扩大煤层瓦斯压力的卸压空间，提高采煤工作面顶板裂隙发育程度，有利于煤层瓦斯的释放，进而提高煤层工作面沿走向瓦斯抽放巷的抽放效率，现场应用程序简单，操作方便，成本低廉，成功率高。

A method of gas drainage with high efficiency by expanding roof cracks

【技术实现步骤摘要】
一种顶板扩裂高效抽放瓦斯的方法
本专利技术涉及煤矿瓦斯防治
，涉及用于煤矿井下煤层瓦斯的抽放，具体涉及一种顶板扩裂高效抽放瓦斯的方法。
技术介绍
近十年来，国内外对煤层瓦斯抽放，尤其是在走向高抽巷和钻孔介质致裂瓦斯卸压方面，进行大量卓有成效的研究。走向高抽巷主要用于工作面回采期间采空区瓦斯的抽放防治，其关键参数是根据采煤工作面“三带”分布特征，将走向高抽巷布置于采煤工作面“裂隙带”内，以便能够抽放到高浓度瓦斯。钻孔介质致裂瓦斯卸压主要用于巷道掘进或工作面回采期间巷道钻孔抽放瓦斯，其关键参数是致裂介质的参数和钻孔围岩参数。上述各种煤层瓦斯抽放技术为确保煤矿的安全生产起到了有力的技术支撑，但是在生产实践中目前的各种抽放技术也存在不同的缺陷和局限性，没有将两种技术联合运用，做到优势互补，从而使得抽放效果一直得不到革命性的提高。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的是提供一种程序简单，成本低廉，易于操作的一种顶板扩裂高效抽放瓦斯的方法。该顶板致裂方法能在煤层采掘扰动之前，通过在煤层顶板施工沿走向瓦斯抽放巷，并沿瓦斯抽放巷轴向两侧每隔一段距离施工俯斜致裂钻孔，对煤层瓦斯压力进行卸压，同时提高煤层顶板裂隙发育程度，促进煤层瓦斯释放，实现煤层瓦斯高效抽放。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案，一种顶板扩裂高效抽放瓦斯的方法，包含如下步骤:步骤一：在距煤层法线距离H=0～100m位置，沿煤层走向布置用于抽放瓦斯的抽放巷，在抽放巷两侧外布置抽放孔钻场，在抽放钻场内施工俯斜抽放钻孔；步骤二：煤层顶板致裂方法，在抽放钻孔下部煤层内及煤层与顶板接触处0～10m的范围内，使煤层顶板致裂，对煤层瓦斯压力卸压。其中，步骤一包括以下步骤：第一步：走向瓦斯抽放巷位置，抽放巷其巷宽B=3.0～5.0m，高h=2.0～3.5m；第二步：在煤层沿走向瓦斯抽放巷施工完成之后，将抽放孔钻场沿高抽巷两侧外布置抽放孔钻场，布置间距L=2.0～80.0m，抽放孔钻场宽b=3.0～5.0m，长l=0～5.0m；第三步：在沿煤层走向抽放巷两侧外的抽放孔钻场内布置抽放钻孔，钻孔数为1～10个，内侧钻孔距抽放孔钻场内帮垂直距离0.5～5.0m，外侧钻孔距抽放巷的巷帮垂直距离0.5m；第四步：在抽放孔钻场内施工俯斜抽放钻孔，俯斜抽放钻孔直径φ=60~150mm，俯斜抽放钻孔与煤层倾向层面夹角θ=5°~90°，俯斜抽放钻孔施工开孔位置距煤层法线距离H=0~100m。其中，在步骤二中，采用爆破致裂法、二氧化碳致裂法、水压致裂法、高能脉冲致裂法对其煤层顶板进行致裂。通过上述内容可知，本专利技术的顶板扩裂高效抽放瓦斯的方法有益效果是：本专利技术解决煤层采掘施工之前对煤层瓦斯进行高效抽放的问题，能够扩大煤层瓦斯压力的卸压空间，提高采煤工作面顶板裂隙发育程度，有利于煤层瓦斯的释放，进而提高煤层工作面沿走向瓦斯抽放巷的抽放效率，对矿井安全生产和瓦斯抽放具有重要的意义；通过在煤层顶板施工沿走向瓦斯抽放巷，并沿瓦斯抽放巷每隔一段距离，在其两侧施工抽放钻孔，采用致裂方法对煤层及其顶板致裂，对煤层瓦斯压力卸压，促进煤层瓦斯释放，实现对未采掘扰动煤层瓦斯的高效抽放；本顶板致裂能够促进煤层瓦斯解析，提高煤层顶板裂隙的发育率，提高瓦斯抽放巷瓦斯抽放的效果，进而为煤矿采掘的安全生产提供可靠保障；本方法现场应用程序简单，操作方便，成本低廉，成功率高。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1是本专利技术中沿走向瓦斯抽放巷与抽放孔钻场沿走向布置垂剖图；图2是本专利技术中沿走向瓦斯抽放巷俯视平面图。图3是本专利技术中抽放孔钻场垂直剖面图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。实施例如图1至图3所示的一种顶板扩裂高效抽放瓦斯的方法，按照如下步骤进行:注浆前准备工作，将钻孔设备、致裂介质材料（炸药、水、二氧化碳或其它高能材料）、真空吸污泵运输到需要进行测定的点，然后设备的安装；走向瓦斯抽放巷位置：在距煤层法线距离H=0～100m位置，沿煤层走向布置用于抽放瓦斯的抽放巷，走向瓦斯抽放巷宽B=3.0～5.0m，高h=2.0～3.5m；抽放孔钻场：在煤层沿走向瓦斯抽放巷施工完成之后，将抽放孔钻场沿高抽巷两侧外布置，布置间距L=2.0～80.0m，抽放孔钻场宽b=3.0～5.0m，长l=0～5.0m；抽放钻孔布置：在沿煤层走向抽放巷两侧外的抽放孔钻场内施工俯斜抽放钻孔，钻孔数为1～10个，内侧钻孔距抽放孔钻场内帮垂直距离0.5～5.0m，外侧钻孔距抽放巷的巷帮垂直距离0.5m；抽放钻孔：在抽放孔钻场内施工俯斜抽放钻孔，俯斜抽放钻孔直径φ=60~150mm，俯斜抽放钻孔与煤层倾向层面夹角θ=5°~90°，俯斜抽放钻孔施工开孔位置距煤层法线距离H=0~100m；煤层顶板致裂方法：在抽放钻孔下部煤层内及煤层与顶板接触处0～10m的范围内，可选择爆破致裂法、二氧化碳致裂法、水压致裂法、高能脉冲致裂法；还包括准备工作：将钻凿俯斜钻孔所用的材料和钻孔设备按照要求运送到选定的测点位置，然后进行钻孔；在钻孔时，俯斜致裂钻孔距煤层的法线长度为0~100m，钻孔轴线与煤层倾向层面夹角θ=5°~90°，并在钻孔完成后，用真空吸污泵清理干净浮岩钻屑；在俯斜钻孔致裂前，对煤层顶板岩层物理力学参数进行测定；通过采取岩样开展实验室试验的方法,采用钻探仪进行钻孔测试,查明煤层顶板岩层赋存及其层理、裂隙发育情况，获取工作面顶板的岩性及相应的物理力学参数，通过对工作面围岩地质力学测试,为之后的致裂获得科学、可靠的数据；在完成俯斜钻孔致裂作业后，负压通风排放钻孔致裂作业后产生的瓦斯；具体的对松软致裂煤体进行瓦斯测定时，沿走向瓦斯抽放巷位置的选择、顶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种顶板扩裂高效抽放瓦斯的方法，其特征在于，包含如下步骤:/n步骤一：在距煤层法线距离H=0～100m位置，沿煤层走向布置用于抽放瓦斯的抽放巷，在抽放巷两侧外布置抽放孔钻场，在抽放钻场内施工俯斜抽放钻孔；/n步骤二：煤层顶板致裂方法，在抽放钻孔下部煤层内及煤层与顶板接触处0～10m的范围内，使煤层顶板致裂，对煤层瓦斯压力卸压，实现煤层瓦斯预抽。/n

【技术特征摘要】
1.一种顶板扩裂高效抽放瓦斯的方法，其特征在于，包含如下步骤:
步骤一：在距煤层法线距离H=0～100m位置，沿煤层走向布置用于抽放瓦斯的抽放巷，在抽放巷两侧外布置抽放孔钻场，在抽放钻场内施工俯斜抽放钻孔；
步骤二：煤层顶板致裂方法，在抽放钻孔下部煤层内及煤层与顶板接触处0～10m的范围内，使煤层顶板致裂，对煤层瓦斯压力卸压，实现煤层瓦斯预抽。


2.根据权利要求1所述顶板扩裂高效抽放瓦斯的方法，其特征在于，步骤一包括以下步骤：
第一步：走向瓦斯抽放巷位置，抽放巷其巷宽B=3.0～5.0m，高h=2.0～3.5m；
第二步：在煤层沿走向瓦斯抽放巷施工完成之后，将抽放孔钻场沿高抽巷两侧外布置抽...

【专利技术属性】
技术研发人员：高文蛟，梁俊奇，李红涛，李亚松，
申请(专利权)人：华北科技学院，
类型：发明
国别省市：北京;11