一种高瓦斯煤层无煤柱开采及瓦斯治理的方法技术

本发明专利技术公开了一种高瓦斯煤层无煤柱开采及瓦斯治理的方法，适用于煤矿井下使用。首先开掘工作面A两侧的回采巷道及工作面B的运输巷，开掘期间在巷道帮部打设顺层钻孔预抽煤层瓦斯，继续开掘两个工作面的开切眼并贯通；此时工作面A属“Y+L”型通风系统，工作面通风量较大，有利于将上隅角处瓦斯冲淡和排出，克服上隅角瓦斯积聚难题。工作面A回采期间以沿空留巷方式保留其进风巷、以迎采掘巷的方式布置工作面B的回风巷，A工作面回采后B工作面接替回采，实现了“W”型综放面顺序接替“Y+L”型综放面，B工作面回采期间以带采方式回收两工作面之间的护巷煤柱，实现了无煤柱开采，有效提升矿井的采出率，解决了高瓦斯工作面内上隅角瓦斯治理难题。

【技术实现步骤摘要】
一种高瓦斯煤层无煤柱开采及瓦斯治理的方法
本专利技术涉及一种高瓦斯煤层无煤柱开采及瓦斯治理的方法，属于煤炭开采

技术介绍
潞安矿区煤炭资源储量丰富，目前主采3#煤层，本煤层平均厚度5～7m，以贫瘦煤、贫煤为主，煤层瓦斯含量10.13～26.01m3/t，渗透率普遍小于0.5×10-15m2，属低渗透率高瓦斯厚煤层。目前主要选用综采放顶煤工艺开采3#煤层，但面临以下难题：(1)掘巷期间煤层绝对瓦斯涌出量较大，受独头巷道通风方式影响，掘进速度较慢；(2)工作面产量高、推进速度快、开采强度大，工作面接续紧张；(3)邻近工作面间一般留设宽度为30～50m的护巷煤柱，降低工作面采出率，优质煤炭资源浪费严重；(4)为解决上隅角瓦斯易超限难题，一般需增大工作面的供风量，导致矿井乏风瓦斯浓度较低，无法进行有效利用，增大温室气体排放量。
技术实现思路
本专利技术目的是针对高瓦斯煤层开采问题，提供一种步骤简单，开采效果好的高瓦斯煤层无煤柱开采及瓦斯治理的方法。为实现上述目的，本专利技术的高瓦斯煤层无煤柱开采及瓦斯治理的方法，其具体步骤如下：a首先开掘工作面A两侧的作为运输巷的煤巷、作为进风巷的煤巷与顶板内作为高抽巷的岩巷，同步开掘工作面B的作为运输巷的煤巷，各煤巷开掘期间，紧跟掘进工作面利用钻机在巷道帮部向预回采的煤体内打设顺层钻孔，通过顺层钻孔预抽两工作面未开采煤体内的瓦斯，降低开采煤层瓦斯含量；b上述巷道布置完成后，继续开掘工作面A及工作面B的开切眼，同时布置联络巷将两工作面切眼贯通；两工作面切眼及联络巷布置完成后，工作面A即具备了两进一回通风系统：工作面A的运输巷、进风巷均作为进风巷道使用，工作面B的运输巷作为回风巷道使用，工作面A的相关综采设备布置完成后即可开始回采；回采期间A工作面的运输巷随采随弃、进风巷则以沿空留巷的方式保留，顶板高抽巷对工作面A的瓦斯进行高位抽放。由于此时工作面A运输巷—工作面A—工作面A进风巷构成了“Y”型通风系统，工作面B切眼—工作面B运输巷构成“L”型回风系统，因而工作面A此时为“Y+L”型通风系统，此时工作面A两侧的回采巷道皆为进风巷道，通风量较大，从而将上隅角处瓦斯冲淡和排出，克服上隅角瓦斯积聚难题；c在工作面A的回采期间，以迎采掘巷的方式布置工作面B作为回风巷的煤巷，掘巷期间同样在煤巷的帮部布置顺层钻孔预抽工作面B预回采煤体内的瓦斯，为确保工作面B回风巷及工作面A进风巷的围岩稳定性，在工作面B回风巷开掘期间同时开掘工作面B顶板内作为高抽巷的岩巷；d上述巷道开掘完成后，即可开始布置B工作面所需的开采装备，工作面A回采结束后可立即接替回采工作面B，极大的缩短了邻近工作面接替时间，B工作面回采期间，以沿空留巷方式保留下来的工作面A进风巷作为工作面B的进风巷道使用，B工作面的运输巷作为另外一条进风巷道使用，B工作面的回风巷则作为回风巷道使用，此时B工作面的通风系统属于偏“W”型两进一回通风，由于此时工作面B两侧回采巷道仍均为进风巷道，从而解决工作面B上隅角瓦斯积聚难题；e工作面B回采期间以带采的方式回收护巷煤柱，真正实现了两相邻高瓦斯工作面间无煤柱开采，提高工作面的采出率，避免煤炭资源浪费。B工作面回采期间以带采方式回收B工作面回风巷与A工作面进风巷之间宽度为70m的护巷煤柱。在开掘工作面A两侧作为运输巷和进风巷的回采巷道、工作面B的运输巷及回风巷期间，分别在各巷内布置顺层钻孔，预抽工作面A和工作面B煤层内积聚的瓦斯；通过工作面A和工作面B顶板的高抽巷分别进行瓦斯高位抽放，降低工作面回采过程中的瓦斯浓度；将通过顺层钻孔及高抽巷抽采的煤层瓦斯经由管道运输至地面氧化电站，在与回风立井排出的乏风掺混后进行氧化发电。有益效果：以迎采掘巷方式提前布置邻近综放面的回采巷道，确保邻近综放面快速接替；以带采方式回收邻近高瓦斯综放面间的护巷煤柱，实现无煤柱开采，提高工作面采出率，避免浪费优质煤炭资源；提出了“两进一回通风+钻孔预抽+边采边抽”的瓦斯综合治理方法，通过合理的巷道布置不仅预抽了待采煤层内的瓦斯，对于接替回采工作面而言瓦斯预抽时间更长、抽采效果更好，同时在两邻近高瓦斯综放面内均构建了两进一回通风系统，通过增大工作面通风量，有效解决上隅角瓦斯积聚难题，确保矿井安全高效开采；提出将回风井内的乏风与抽采瓦斯掺混后进行氧化发电，有效利用乏风中的低浓度瓦斯，降低矿井瓦斯排放量，实现高瓦斯煤层绿色开采。在工作面A回采期间以迎采掘巷方式开掘工作面B回风巷，为确保两巷的稳定性预留煤柱。B工作面回采期间，巷道布置类型属偏“W”型，前述预留煤柱位于工作面的内部，工作面回采可直接回收煤柱，从而实现了无煤柱开采。既没有利用快速充填采空区的方式回收护巷煤柱，也没有另外建立支护结构。附图说明图1本专利技术高瓦斯煤层无煤柱开采及瓦斯治理的方法的流程示意图；图2是本专利技术开掘工作面A两侧作为运输巷、进风巷的回采巷道、高抽巷及工作面B运输巷，并布置顺层钻孔的示意图；图3是本专利技术开掘工作面A和工作面B切眼及联络巷的示意图；图4是本专利技术工作面A回采期间通风系统的示意图；图5是本专利技术工作面B回采期间通风系统的示意图；图6是本专利技术工作面B带采护巷煤柱、实现无煤柱开采的示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施例作进一步说明。如图1至图5所示，本专利技术的一种高瓦斯煤层无煤柱开采及瓦斯治理的方法，其特征在于具体步骤如下：a首先开掘工作面A两侧的作为运输巷的煤巷、作为进风巷的煤巷与顶板内作为高抽巷的岩巷，同步开掘工作面B的作为运输巷的煤巷，各煤巷开掘期间，紧跟掘进工作面利用钻机在巷道帮部向预回采的煤体内打设顺层钻孔，通过顺层钻孔预抽两工作面未开采煤体内的瓦斯，降低开采煤层瓦斯含量；b上述巷道布置完成后，继续开掘工作面A及工作面B的开切眼，同时布置联络巷将两工作面切眼贯通；两工作面切眼及联络巷布置完成后，工作面A即具备了两进一回通风系统：工作面A的运输巷、进风巷均作为进风巷道使用，工作面B的运输巷作为回风巷道使用，工作面A的相关综采设备布置完成后即可开始回采；回采期间A工作面的运输巷随采随弃、进风巷则以沿空留巷的方式保留，顶板高抽巷对工作面A的瓦斯进行高位抽放。由于此时工作面A运输巷—工作面A—工作面A进风巷构成了“Y”型通风系统，工作面B切眼—工作面B运输巷构成“L”型回风系统，因而工作面A此时为“Y+L”型通风系统，此时工作面A两侧的回采巷道皆为进风巷道，通风量较大，从而将上隅角处瓦斯冲淡和排出，克服上隅角瓦斯积聚难题；c在工作面A的回采期间，以迎采掘巷的方式布置工作面B作为回风巷的煤巷，掘巷期间同样在煤巷的帮部布置顺层钻孔预抽工作面B预回采煤体内的瓦斯，为确保工作面B回风巷及工作面A进风巷的围岩稳定性，在工作面B回风巷开掘期间同时开掘工作面B顶板内作为高抽巷的岩巷；d上述巷道开掘完成后，即可开始布置B工作面所需的开采装备，工作面A回采结束后可立即接替回采工作面B，极大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高瓦斯煤层无煤柱开采及瓦斯治理的方法，其特征在于具体步骤如下：/na首先开掘工作面A两侧的作为运输巷的煤巷、作为进风巷的煤巷与顶板内作为高抽巷的岩巷，同步开掘工作面B的作为运输巷的煤巷，各煤巷开掘期间，紧跟掘进工作面利用钻机在巷道帮部向预回采的煤体内打设顺层钻孔，通过顺层钻孔预抽两工作面未开采煤体内的瓦斯，降低开采煤层瓦斯含量；/nb上述巷道布置完成后，继续开掘工作面A及工作面B的开切眼，同时布置联络巷将两工作面切眼贯通；两工作面切眼及联络巷布置完成后，工作面A即具备了两进一回通风系统：工作面A的运输巷、进风巷均作为进风巷道使用，工作面B的运输巷作为回风巷道使用，工作面A的相关综采设备布置完成后即可开始回采；回采期间A工作面的运输巷随采随弃、进风巷则以沿空留巷的方式保留，顶板高抽巷对工作面A的瓦斯进行高位抽放，由于此时工作面A运输巷—工作面A—工作面A进风巷构成了“Y”型通风系统，工作面B切眼—工作面B运输巷构成“L”型回风系统，因而工作面A此时为“Y+L”型通风系统，此时工作面A两侧的回采巷道皆为进风巷道，通风量较大，从而将上隅角处瓦斯冲淡和排出，克服上隅角瓦斯积聚难题；/nc在工作面A的回采期间，以迎采掘巷的方式布置工作面B作为回风巷的煤巷，掘巷期间同样在煤巷的帮部布置顺层钻孔预抽工作面B预回采煤体内的瓦斯，为确保工作面B回风巷及工作面A进风巷的围岩稳定性，在工作面B回风巷开掘期间同时开掘工作面B顶板内作为高抽巷的岩巷；/nd上述巷道开掘完成后，即可开始布置B工作面所需的开采装备，工作面A回采结束后可立即接替回采工作面B，极大的缩短了邻近工作面接替时间，B工作面回采期间，以沿空留巷方式保留下来的工作面A进风巷作为工作面B的进风巷道使用，B工作面的运输巷作为另外一条进风巷道使用，B工作面的回风巷则作为回风巷道使用，此时B工作面的通风系统属于偏“W”型两进一回通风，由于此时工作面B两侧回采巷道仍均为进风巷道，从而解决工作面B上隅角瓦斯积聚难题；/ne工作面B回采期间以带采的方式回收护巷煤柱，真正实现了两相邻高瓦斯工作面间无煤柱开采，提高工作面的采出率，避免煤炭资源浪费。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高瓦斯煤层无煤柱开采及瓦斯治理的方法，其特征在于具体步骤如下：
a首先开掘工作面A两侧的作为运输巷的煤巷、作为进风巷的煤巷与顶板内作为高抽巷的岩巷，同步开掘工作面B的作为运输巷的煤巷，各煤巷开掘期间，紧跟掘进工作面利用钻机在巷道帮部向预回采的煤体内打设顺层钻孔，通过顺层钻孔预抽两工作面未开采煤体内的瓦斯，降低开采煤层瓦斯含量；
b上述巷道布置完成后，继续开掘工作面A及工作面B的开切眼，同时布置联络巷将两工作面切眼贯通；两工作面切眼及联络巷布置完成后，工作面A即具备了两进一回通风系统：工作面A的运输巷、进风巷均作为进风巷道使用，工作面B的运输巷作为回风巷道使用，工作面A的相关综采设备布置完成后即可开始回采；回采期间A工作面的运输巷随采随弃、进风巷则以沿空留巷的方式保留，顶板高抽巷对工作面A的瓦斯进行高位抽放，由于此时工作面A运输巷—工作面A—工作面A进风巷构成了“Y”型通风系统，工作面B切眼—工作面B运输巷构成“L”型回风系统，因而工作面A此时为“Y+L”型通风系统，此时工作面A两侧的回采巷道皆为进风巷道，通风量较大，从而将上隅角处瓦斯冲淡和排出，克服上隅角瓦斯积聚难题；
c在工作面A的回采期间，以迎采掘巷的方式布置工作面B作为回风巷的煤巷，掘巷期间同样在煤巷的帮部布置顺层钻孔预抽工作面B预回采煤体内的瓦斯，为确保工作面B回风巷及工作面A进风巷的围岩稳定性，在工作面B回风...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁永，朱成，陈忠顺，王文苗，陈大广，张村，王沉，朱德福，李波，王圣志，钟慧伟，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32