单一可采厚煤层工作面采空区瓦斯分阶段分带抽采的方法技术

单一可采厚煤层工作面采空区瓦斯分阶段分带抽采的方法，属于煤矿采空区瓦斯抽采技术领域，可解决单一可采煤层高产高瓦斯工作面回采过程中回风巷、工作面、上隅角瓦斯超限问题，本发明专利技术根据工作面回采过程中采空区瓦斯不同的涌出源、工作面采空区顶底板裂隙空间形成过程、采空区范围内的瓦斯集聚特点，建立三套抽采系统，并接抽不同的抽采技术措施，形成的技术体系集成。各抽采技术在工作面回采过程中，根据自身布置特点，抽采采空区瓦斯，实现采空区瓦斯抽采最大化。

【技术实现步骤摘要】
单一可采厚煤层工作面采空区瓦斯分阶段分带抽采的方法
本专利技术属于煤矿采空区瓦斯抽采
，具体涉及一种单一可采厚煤层高瓦斯高产工作面采空区瓦斯分阶段分带抽采的方法。
技术介绍
单一可采厚煤层高产高瓦斯工作面是指矿井主采煤层厚度≥3.5m，产量≥10000t，工作面回风侧有两条或者两条以上的巷道。单一厚煤层高产高瓦斯工作面在回采时，其煤层瓦斯含量已经抽采达标，但煤层中仍含有可解吸瓦斯，工作面产量大，并且本煤层和邻近不可采煤层卸压瓦斯在工作面回采过程中快速解吸，导致高产工作面瓦斯涌出量大。高产工作面采用的偏Y型通风方式，有效解决了工作面上隅角瓦斯集聚问题，同时带来了采空区通风的新问题，不适应新的瓦斯治理形式需求，封闭偏Y型通风方式中的工作面后部通风横川，并采取抽采为主的采空区瓦斯治理措施势在必行。
技术实现思路
本专利技术针对单一可采煤层高产高瓦斯工作面回采过程中回风巷、工作面、上隅角瓦斯超限问题，提供一种单一可采厚煤层高瓦斯高产工作面采空区瓦斯分阶段分带抽采的方法，通过在单一厚煤层工作面回采各个阶段，根据顶底板裂隙空间的形成过程、瓦斯来源特点，通过在采空区顶底裂隙空间布置不同的抽采技术措施，形成的采空区瓦斯抽采技术集成。本专利技术采用如下技术方案：一种单一可采厚煤层工作面采空区瓦斯分阶段分带抽采的方法，包括如下步骤：所述单一可采厚煤层工作面采空区瓦斯分阶段分带抽采，包括在工作面建立的三套抽采系统：本煤层抽采系统、采空区抽采系统和上隅角抽采系统，所述工作面的回采过程包括初采阶段、正常回采阶段和末采阶段，根据采空区来源瓦斯集聚位置不同，在工作面回采过程的三个阶段，分别布置采空区顶板裂隙带、采空区垮落带和采空区底板裂隙带的三带抽采技术措施，并根据各种抽采技术措施的抽采瓦斯参数，将其接入相应的抽采系统。所述本煤层抽采系统接抽本煤层抽采钻孔、高位钻孔；采空区抽采系统连接深部采空区闭墙埋管、穿透钻孔、低位钻孔-中位钻孔、底板拦截钻孔；上隅角抽采系统连接距离回采工作面100m以内浅部采空区横川闭墙埋管、工作面上隅角插管、穿透钻孔、采动后的底抽巷闭墙埋管。所述初采阶段布置低、中位钻孔、横川闭墙埋管、上隅角插管、穿透钻孔；正常回采阶段布置高位钻孔、横川闭墙埋管、穿透钻孔、底板拦截钻孔、底抽巷埋管；末采阶段布置横川闭墙埋管。所述采空区顶板裂隙带的中上部采用高位钻孔进行抽采，下部采用低位和中位钻孔进行抽采；采空区垮落带采用横川闭墙埋管、工作面上隅角插管、穿透钻孔进行抽采；底板裂隙带通过底板拦截钻孔和底抽巷闭墙埋管进行下邻近层瓦斯抽采。本专利技术的有益效果如下：本专利技术根据工作面回采过程中采空区瓦斯不同的涌出源、工作面采空区顶底板裂隙空间形成过程、采空区范围内的瓦斯集聚特点，建立三套抽采系统，并接抽不同的抽采技术措施，形成的技术体系集成。各抽采技术在工作面回采过程中，根据自身布置特点，抽采采空区瓦斯，实现采空区瓦斯抽采最大化。本专利技术对回采工作面抽采瓦斯系统进行优化，同时在工作面回采的不同阶段布置抽采技术措施接入抽采系统，实现回采工作面采空区瓦斯能抽尽抽，避免工作面尾部通风横川封闭后的上隅角瓦斯集聚。提高工作面回采过程中的瓦斯抽采率，减轻通风系统负担。附图说明图1为本专利技术的多巷偏Y型通风系统示意图；图2为U型通风系统示意图；图3为本专利技术的工作面三套抽采系统及其接抽的技术措施的平面示意图；图4为本专利技术的工作面初采阶段穿透钻孔-低位钻孔-中位钻孔分带布置示意图；图5为本专利技术的横川闭墙埋管布置剖面图；图6为本专利技术的高位钻孔-底板拦截钻孔布置示意图；图7为本专利技术的底抽巷墙埋管布置剖面图。其中：1-采空区；2-进风巷；3-回采工作面；4-支护木垛；5-回风巷；6-相邻工作面；7-高位钻孔；8-中位钻孔；9-低位钻孔；10-穿透钻孔；11-横川闭墙埋管；12-本煤层钻孔；13-底板拦截钻孔；14-底抽巷；15-本煤层抽采系统；16-采空区抽采系统；17-上隅角抽采系统；18-底抽巷埋管。具体实施方式本专利技术在传统的采空区瓦斯抽采系统及技术措施上的优化改进，其目的是将工作面回采期间的采空区瓦斯分源、分带抽采，实现采空区瓦斯能抽尽抽，并防止上隅角瓦斯超限。本专利技术的技术方案是：在工作面建立三套抽采系统：本煤层抽采系统、采空区抽采系统、上隅角抽采系统；将工作面回采过程分成三个阶段：初采阶段、正常回采阶段、末采阶段；根据采空区来源瓦斯集聚位置不同，在工作面回采过程的三个阶段，布置采空区顶板裂隙带、采空区垮落带、采空区底板裂隙带的三带抽采技术措施，并根据各种抽采技术措施的抽采瓦斯参数将其接入相应的抽采系统。通过强化抽采，对工作面偏Y型通风方式改造，封闭工作面后部横川，并避免上隅角瓦斯集聚，实现工作面多巷U型通风方式。所述的单一可采厚煤层高产高瓦斯工作面是指矿井主采煤层厚度≥3.5m，产量≥10000t，工作面回风侧有两条或者两条以上的巷道。本煤层抽采系统具有高负压、高浓度的特点，主要接抽本煤层抽采钻孔、高位钻孔。高负压是指在各种抽采钻孔孔口抽采负压≥20KPa，高浓度是指各种抽采钻孔的抽采瓦斯浓度在≥30%。此系统抽采的瓦斯可以直接用于发电或者其他能源需求产业。采空区抽采系统具有低负压特点，连接深部采空区闭墙埋管、穿透钻孔、低位钻孔-中位钻孔、底板拦截钻孔。低负压是指各种抽采技术措施的孔口抽采负压≥5KPa，抽采瓦斯浓度范围在8%~30%。此系统抽采的瓦斯通过低浓度瓦斯发电机组发电或者提浓之后进行利用。上隅角抽采系统具有低负压、大流量的特点，连接距离回采工作面100m以内浅部采空区横川闭墙埋管、工作面上隅角插管、穿透钻孔、采动后的底抽巷闭墙埋管。低负压是指各种抽采技术措施的管口抽采负压＜5KPa，抽采瓦斯浓度范围在＜8%，抽采混量≥200m3/min。上隅角抽采系统的主要作用改变上隅角区域流场，阻止采空区是瓦斯涌向上隅角。在现场实施过程中，根据各种抽采技术措施的抽采瓦斯浓度，及时调整其接入相应的抽采系统。所述的采空区瓦斯分带抽采技术是根据采空区顶底板裂隙空间带形成过程及瓦斯集聚特点，将顶板裂隙带、垮落带、底板裂隙带的瓦斯采用不同的技术措施抽采。顶板裂隙带内集聚上邻近层卸压瓦斯和垮落带遗煤上浮瓦斯浓度高，裂隙带的中上部采用高位钻孔进行抽采，裂隙带下部采用低位和中位钻孔进行抽采；垮落带空间大，集聚的瓦斯浓度小，采用横川闭墙埋管、工作面上隅角插管、穿透钻孔进行抽采；底板裂隙带主要集聚的是回采工作面下邻近层瓦斯，通过底板拦截钻孔和底抽巷闭墙埋管进行下邻近层瓦斯抽采，并可以牵制采空区垮落带瓦斯涌向上隅角。将各种抽采技术布置在工作面回采过程的各个阶段，采空区顶底板裂隙空间的不同层位，综合治理回采工作面采空区瓦斯。在工作面初采阶段，顶底板裂隙发育不完整，垮落带空间大，主要布置低、中位钻孔、横川闭墙埋管、上隅角插管、穿透钻孔；在工作面回采中期，主要布置高位钻孔、横川闭墙埋管、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单一可采厚煤层工作面采空区瓦斯分阶段分带抽采的方法，其特征在于：包括如下步骤：/n所述单一可采厚煤层工作面采空区瓦斯分阶段分带抽采，包括在工作面建立的三套抽采系统：本煤层抽采系统、采空区抽采系统和上隅角抽采系统，所述工作面的回采过程包括初采阶段、正常回采阶段和末采阶段，根据采空区来源瓦斯集聚位置不同，在工作面回采过程的三个阶段，分别布置采空区顶板裂隙带、采空区垮落带和采空区底板裂隙带的三带抽采技术措施，并根据各种抽采技术措施的抽采瓦斯参数，将其接入相应的抽采系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种单一可采厚煤层工作面采空区瓦斯分阶段分带抽采的方法，其特征在于：包括如下步骤：
所述单一可采厚煤层工作面采空区瓦斯分阶段分带抽采，包括在工作面建立的三套抽采系统：本煤层抽采系统、采空区抽采系统和上隅角抽采系统，所述工作面的回采过程包括初采阶段、正常回采阶段和末采阶段，根据采空区来源瓦斯集聚位置不同，在工作面回采过程的三个阶段，分别布置采空区顶板裂隙带、采空区垮落带和采空区底板裂隙带的三带抽采技术措施，并根据各种抽采技术措施的抽采瓦斯参数，将其接入相应的抽采系统。


2.根据权利要求1所述的单一可采厚煤层工作面采空区瓦斯分阶段分带抽采的方法，其特征在于：所述本煤层抽采系统接抽本煤层抽采钻孔、高位钻孔；采空区抽采系统连接深部采空区闭墙埋管、穿透钻孔、低位钻孔-中位钻孔、底板拦截钻孔；...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵学良，贺光会，张国亮，尚玮炜，罗华贵，王宁，王润超，康锴，张飞，常云泽，
申请(专利权)人：山西晋煤集团技术研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山西;14