一种提高高抽巷瓦斯抽采效率的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高高抽巷瓦斯抽采效率的方法，该方法主要包括在待采工作面上邻近岩层设置高抽巷，计算确定钻孔间距和顶板垮落步距，在高抽巷中每隔一段距离打两个主副孔，直接在高抽巷中循环向下打孔，钻孔终孔位置应到工作面上，平行于工作面煤壁；再用无声碎胀剂采用主孔装药、副孔不填装的方式，待无声碎胀剂装填完成后，预先在直接顶及基本顶内形成裂缝，即主孔预裂顶板，副孔抽排工作面瓦斯。本发明专利技术在高抽巷抽采采空区瓦斯，邻近层以及围岩瓦斯基础上增加悬顶裂隙率，达到预裂顶板，稀释并排出工作面瓦斯的目的，防止瓦斯超限。

【技术实现步骤摘要】
一种提高高抽巷瓦斯抽采效率的方法
本专利技术涉及一种瓦斯抽采方法，具体涉及一种提高高抽巷瓦斯抽采效率的方法。
技术介绍
近期我国发生的煤与瓦斯突出引发瓦斯爆炸事故,都是由于煤矿向深部开采过程中瓦斯灾害升级所致因而必须抓住瓦斯这个煤矿安全生产的关键因素，狠抓治理，只有这样才能将瓦斯事故降下来，才能使我国煤矿安全生产局面发生根本性的改变。瓦斯问题特别是低透气性煤层瓦斯治理是世界性难题，长期以来没有解决，因而导致煤矿瓦斯事故多发、生产效率低下，安全高效开采难以实现。随着矿井开采深度加大，地质条件更复杂,地应力、瓦斯含量和压力增加,瓦斯治理难度进一步增大。目前我国瓦斯治理技术有本煤层抽采、邻近层抽采、采空区抽采等。在解决工作面瓦斯超限问题方面，目前的手段主要有改进工作面通风方式、增大工作面风量、增强对煤层的瓦斯预先抽采力度等。通风系统的改变会带来通风管理工作的压力；增大通风量虽然能够带走更多的工作面瓦斯，但同时也增大了工作面与采空区之间的压力差，使得采空区的瓦斯涌出量增大；在加大瓦斯抽采力度方面，钻孔抽采具有快捷方便的优点，但其抽采效果受抽采时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高高抽巷瓦斯抽采效率的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n步骤1、在待采工作面上邻近岩层设置高抽巷；/n步骤2、计算确定主、副孔钻孔间距以及顶板跨落步距，确定最佳钻孔间距和确保顶板垮落步距减小并能满足及时垮落且不影响后续瓦斯抽采的顶板跨落步距；/n步骤3、根据确定的主、副孔钻孔最佳钻孔间距，在高抽巷中设置多个主、副孔，主孔与副孔交替设置，主、副孔的钻孔终孔位置到工作面上方且平行于工作面煤壁；/n步骤4、向主孔内填装无声碎胀剂、副孔不装药；/n步骤5、瓦斯抽采设备与副孔连接，通过副孔抽排工作面瓦斯。/n

【技术特征摘要】
1.一种提高高抽巷瓦斯抽采效率的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1、在待采工作面上邻近岩层设置高抽巷；
步骤2、计算确定主、副孔钻孔间距以及顶板跨落步距，确定最佳钻孔间距和确保顶板垮落步距减小并能满足及时垮落且不影响后续瓦斯抽采的顶板跨落步距；
步骤3、根据确定的主、副孔钻孔最佳钻孔间距，在高抽巷中设置多个主、副孔，主孔与副孔交替设置，主、副孔的钻孔终孔位置到工作面上方且平行于工作面煤壁；
步骤4、向主孔内填装无声碎胀剂、副孔不装药；
步骤5、瓦斯抽采设备与副孔连接，通过副孔抽排工作面瓦斯。


2.根据权利要求1所述的一种提高高抽巷瓦斯抽采效率的方法，其特征在于，高抽巷布置在煤层顶板以上15米层位，距轨顺水平距离20米，高抽巷断面高为2m，宽为2.2m，巷道断面4～5m2。


3.根据权利要求1所述的一种提高高抽巷瓦斯抽采效率的方法，其特征在于，所述步骤2中，主、副孔之间的最佳钻孔间距计算方法如下：
制定多个主、副孔的钻孔间距，对制定的多个钻孔间距，依据裂纹扩展模型确定得出相应的裂纹扩展理论半径，然后根据得出裂纹扩展理论半径进行数值模拟裂纹扩展，成缝效果最好的裂纹扩展理论半径确定为最佳孔间距。


4.根据权利要求3所述的一种提高高抽巷瓦斯抽采效率的方法，其特征在于，裂纹扩展半径计算如下：
根据膨胀压力作用下岩石的劈裂机理建立裂纹扩展模型，视整个裂纹扩展模型处在一个无限的介质中，无限远裂纹扩展模型受裂纹面垂直的分布应力q(t)，裂纹尖端应力强度因子为：



式中：—裂纹尖端应力强度因子，N/mm3/2；d—钻孔直径，mm；a—先发生裂纹产生裂纹长度，mm；q(t)—受裂纹面垂直的分布应力，Pa；
当a远大于d时，裂纹扩展模型可视为在中央上下表面作用一对集中应力P的裂纹，r为任一点与钻孔中心的距离；
则裂纹尖端应力强度因子又可表示为：






式中：—先发生裂纹时裂纹尖端应力强度因子，N/mm3/2；—后...

【专利技术属性】
技术研发人员：严国超，柳梧泽，梁紫栋，董金发，陈炫来，相海涛，丁宏强，寇凯博，冯志忠，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14