本發(fā)明涉及煤層的瓦斯抽采技術領域，具體涉及一種低透氣高瓦斯煤層被掩護巷高效卸壓抽采的方法。

背景技術：

我國多數礦區(qū)已進入深部開采，深部煤層的地應力增大、煤層的透氣性更低、瓦斯抽采的難度更大。深孔松動爆破技術具有適用范圍廣、增透效果明顯的優(yōu)點，成為了深部低透氣煤層增透的一種有效技術途徑。

目前，國內采用的深孔松動爆破技術多采用煤層內裝藥起爆的方式。這種方法雖然可以短時間內極大地提高煤層透氣性，強化瓦斯抽采效率，但是抽采的持續(xù)性較差。特別是對于松軟低透氣性煤層，在煤層內裝藥起爆后，瓦斯抽采效率僅僅能持續(xù)2h左右，這顯然是無法滿足煤層瓦斯抽采的需要的。而且，常規(guī)的深孔松動爆破技術一次起爆的爆破孔數量少，且爆破孔主要在煤層中裝藥，裝藥量少，爆破對煤層的擾動小。如果爆破孔做到注水、爆破和抽采相結合則能很好地解決這個問題。

國內目前已公開的文獻中，多側重于爆破的起爆方式、爆破鉆孔的布置等方面，還未有將爆破孔與注水、抽采相結合的技術方法。因此有必要發(fā)明一種既能實現(xiàn)煤層區(qū)域性大面積增透卸壓，又能實現(xiàn)高效抽采技術。

技術實現(xiàn)要素：

(一)解決的技術問題

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供了一種低透氣高瓦斯煤層被掩護巷高效爆破卸壓抽采的方法，以克服煤層裝藥爆破擾動小、裂隙網絡影響范圍小、增透卸壓效果差等問題。通過采用跨煤巖界面注水爆破的方式使煤層和底板巖層均形成裂隙網絡，并相互連通形成立體網絡，有效提高增透卸壓范圍。但目前國內還未有跨煤巖界面注水爆破的區(qū)域性卸壓增透方法相關研究的問題。

(二)技術方案

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供的技術方案為：

一種低透氣高瓦斯煤層被掩護巷高效卸壓瓦斯的方法，包括以下步驟：

1、在被掩護巷煤層的底板施工一條底板巖巷，底板巖巷位于被掩護巷的正下方15～30m；在底板巖巷中每隔7～9m施工1組垂直于被掩護巷的瓦斯抽采孔，瓦斯抽采孔的終孔位置均在被掩護巷的兩側20m范圍內；

2、在相鄰兩組瓦斯抽采孔的中間位置施工2-3個爆破鉆孔，每個爆破鉆孔的終孔位置均在被掩護巷兩側3～6m的范圍內，每個爆破鉆孔終孔位置與煤層頂板的法距h不小于煤層總厚度的1/3。

3、爆破鉆孔的煤層段全部裝藥，煤層底板巖孔段裝藥的長度l按下式計算：

式中，α為爆破鉆孔與煤層底板相交的角度。

4、爆破鉆孔裝藥、封孔與起爆的步驟如下：

(1)將2～3根防滑鋼絲穿透爆破藥柱，并將爆破藥柱與外徑為6～9mm的返水管一同送至爆破孔的孔底；

(2)將注水管伸入爆破孔內10～12m處，并將注漿管伸入爆破孔內3～4m處；

(3)利用注漿管向爆破鉆孔內注入水泥砂漿，利用注水管進行返漿作業(yè)；當爆破鉆孔內的水泥砂漿凝固后，利用注水管向爆破鉆孔內注入水，利用返水管進行返水作業(yè)；

(4)同時將6～8個爆破鉆孔起爆。

(三)有益效果

本發(fā)明所提供了一種低透氣高瓦斯煤層被掩護巷高效爆破卸壓抽采的方法，操作簡便、易實現(xiàn)。該方法利用多個爆破孔同時起爆的共震作用，以及水耦合裝藥爆破產生的高壓沖擊波在煤巖中形成應力波使煤巖形成裂隙網絡，并相互連通形成立體網絡，同時，炸藥爆炸產生大量的co2和n2直換煤層中的瓦斯氣體，有效增大了裂隙的長度和范圍。本發(fā)明能實現(xiàn)低透氣煤層的區(qū)域性增透，卸壓和降塵。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的鉆孔布置圖；

圖2為本發(fā)明的鉆孔布置剖面圖；

圖3為本發(fā)明的爆破孔封孔示意圖。

圖中：

1、被掩護巷；2、底板巖巷；3、瓦斯抽采孔；4、爆破孔；5、煤礦許用爆破藥柱；6、返水管；7、防滑鋼絲；8、注水管；9、注漿管；10、抽采管路。

具體實施方式

下面對本發(fā)明做進一步說明：

一種低透氣高瓦斯煤層被掩護巷高效卸壓瓦斯的方法，包括以下步驟：

1、在被掩護巷煤層的底板施工一條底板巖巷，底板巖巷與被掩護巷相互平行，在底板巖巷中每7～9m施工一組垂直于被掩護巷的瓦斯抽采孔5～7個，每組抽采孔的終孔位置在被掩護巷兩側各20m的范圍內，每個瓦斯抽采孔穿透煤層頂板時停鉆，終孔間距為6～9m。每組抽采孔施工完畢后，下抽采管注漿封孔后合茬抽采。

2、在每組瓦斯抽采孔中間施工2個爆破孔，每個爆破孔的終孔位置在被掩護巷兩幫外側3～6m的范圍內，每個爆破鉆孔終孔位置與煤層頂板的法距h不小于煤層總厚度的1/3～1/2。

3、采用直徑不小于63mm的煤礦許用爆破藥柱對爆破鉆孔的煤層段全部裝藥，煤層底板巖孔段裝藥的長度l按下式計算：

式中，α為爆破鉆孔與煤層底板相交的角度。

4、在爆破孔裝藥、封孔、注水起爆后，爆破孔抽采瓦斯的方法如下：

(1)將外徑為6～9mm的返水管與一節(jié)煤礦許用爆破藥柱用膠帶捆在一起，在爆破藥柱側面插入防滑鋼絲后，用探孔管把爆破藥柱連同返水管一起送入到爆破孔的孔底，再依次送入所需的爆破藥柱，最后裝入炮頭，炮頭內裝兩發(fā)同段別的電雷管；

(2)將注水管送入孔中10～12m處；

(3)將注漿管送入孔內3～4m，采用常規(guī)封孔方法將爆破鉆孔孔口封堵后，利用注漿管向爆破鉆孔內注入水泥砂漿，直至注水管返漿停止注漿；

(4)待所有爆破孔的水泥砂漿凝固48h后，利用注水管向爆破孔內注水，直到返水管返水后，關閉注水管閥門；

(5)一次起爆的爆破孔數量為6～8個，所有爆破孔均采用同段別電雷管正向起爆方式，爆破網路采用串聯(lián)方式，檢測網路電阻合格后按煤礦安全規(guī)程規(guī)定起爆；

(6)起爆0.5h后，將注水管與抽采管路連接進行瓦斯抽采。

對于低透氣煤層，一般煤層內較為干燥，瓦斯含量較高。當采用單一鉆孔爆破時，爆破威力小，僅能在鉆孔周圍較小范圍內產生裂隙。對于較松軟的煤層，當爆破藥柱放置在煤層中進行爆破時，增透效果往往僅能持續(xù)極短的時間，一般少于2小時。而采用底板爆破則能較好地避免這類問題，首先，底板爆破后會在底板巖層中產生爆破裂隙，這些裂隙會連通煤層，提供瓦斯運移到鉆孔的通道；其次，巖孔和煤孔內的藥柱爆破會對上方的煤層產生極大地震動作用，迫使煤體產生位移，實現(xiàn)了區(qū)域性的疏松。在爆破之前注入鉆孔內大量水，使藥柱爆破的能量集中傳遞給周圍巖體，大大提高了能量利用率，避免了能量損失在對巖體過多的粉碎上。而且，孔內爆破前注的水分被爆破作用壓入煤層中，有效起到了降塵的作用。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。