交替掩護(hù)式回采工作面順層鉆孔水力沖孔造穴施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種交替掩護(hù)式回采工作面順層鉆孔水力沖孔造穴施工方法，在整個(gè)回采工作面順次施工多個(gè)順層鉆孔，在施工過程中發(fā)生卡鉆則進(jìn)行退鉆，并在退鉆過程中間隔造穴，并利用造穴對(duì)鉆孔沿程煤體進(jìn)行卸壓，造穴卸壓完畢后進(jìn)行封孔抽采瓦斯，然后在鉆孔卸壓區(qū)域內(nèi)施工下一個(gè)鉆孔，使得鉆孔施工距離逐步增加，直至鉆孔施工至設(shè)計(jì)深度，當(dāng)某一鉆孔施工至設(shè)計(jì)深度后，該鉆孔以后的鉆孔都可以在上一個(gè)鉆孔的掩護(hù)作用下施工至設(shè)計(jì)深度,前面未施工到位的鉆孔也可以補(bǔ)充施工至設(shè)計(jì)深度。通過本發(fā)明方法可以確保松軟低透煤層回采工作面順層鉆孔水力沖孔造穴瓦斯抽采技術(shù)的順利施工，而且能將所有鉆孔施工至設(shè)計(jì)深度，不留瓦斯抽采盲區(qū)。
【專利說明】
交替掩護(hù)式回采工作面順層鉆孔水力沖孔造穴施工方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及松軟低透煤層瓦斯抽采技術(shù)，尤其是一種交替掩護(hù)式回采工作面順層鉆孔水力沖孔造穴施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國含煤地層多以侏羅紀(jì)和石炭二疊紀(jì)為主，大多數(shù)煤層屬于低透氣性松軟煤層，許多礦區(qū)發(fā)生多期隆起、坳陷、褶皺和斷裂等活動(dòng)，在構(gòu)造擠壓和剪切應(yīng)力作用下地質(zhì)條件異常復(fù)雜，在部分煤質(zhì)較硬礦區(qū)也存在局部結(jié)構(gòu)破壞而形成構(gòu)造煤發(fā)育，表現(xiàn)為煤質(zhì)松軟、煤層滲透性差，原始煤體瓦斯抽采困難。我國含煤地層多以煤層群條件賦存，隨開采強(qiáng)度的增加逐年向深部延伸，進(jìn)入深部開采后上下煤層逐漸都升級(jí)為高突煤層，失去保護(hù)層開采條件，深部高地應(yīng)力和瓦斯壓力致使煤巖動(dòng)力和瓦斯災(zāi)害更加嚴(yán)重。為此，一些專家學(xué)者提出了順層鉆孔水力沖孔造穴的措施來對(duì)松軟低透煤層進(jìn)行卸壓增透，從而對(duì)煤層瓦斯進(jìn)行高效抽采。該技術(shù)在本煤層中施工，不需要施工底板巖巷，且瓦斯抽采效果極好，在中國松軟低透煤層瓦斯治理方面具有極為廣闊的應(yīng)用前景。但是，由于煤層瓦斯壓力含量大，地應(yīng)力高，在順層鉆孔施工過程中，經(jīng)常發(fā)生卡鉆現(xiàn)象，鉆孔往往無法施工到設(shè)計(jì)深度，造成回采工作面留下大片的瓦斯抽采盲區(qū)，為礦井的安全生產(chǎn)留下隱患，嚴(yán)重影響了順層鉆孔水力沖孔造穴瓦斯抽采技術(shù)在松軟低透煤層中的應(yīng)用。
[0003]同時(shí)，瓦斯作為煤的伴生產(chǎn)物不僅是煤礦生產(chǎn)中的重大危險(xiǎn)源，也是比二氧化碳大25倍的溫室效應(yīng)氣體，更是一種寶貴的清潔能源，實(shí)現(xiàn)煤層瓦斯的有效抽采及利用，可以消除礦井瓦斯安全隱患，改善我國能源結(jié)構(gòu)，保護(hù)礦區(qū)環(huán)境，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)帶來良好的社會(huì)和環(huán)境效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:本發(fā)明是針對(duì)松軟低透煤層順層鉆孔水力沖孔造穴瓦斯抽采技術(shù)施工過程中因卡鉆現(xiàn)象頻發(fā)而影響施工的問題，提出的一種交替掩護(hù)式回采工作面順層鉆孔水力沖孔造穴施工方法，通過該方法可以完成整個(gè)回采工作面的順層鉆孔水力沖孔造穴，從而可以對(duì)松軟低透煤層工作面瓦斯進(jìn)行高效抽采，保證礦井的安全生產(chǎn)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:一種交替掩護(hù)式回采工作面順層鉆孔水力沖孔造穴施工方法，在整個(gè)回采工作面順次施工多個(gè)順層鉆孔，在施工過程中如果發(fā)生卡鉆，則進(jìn)行退鉆，并在退鉆過程中通過高壓水射流完成鉆孔的造穴卸壓，造穴卸壓完畢后進(jìn)行封孔抽采瓦斯，然后在鉆孔的卸壓區(qū)域內(nèi)施工下一個(gè)鉆孔，利用上一個(gè)鉆孔的沖孔卸壓和瓦斯抽采施工，對(duì)下一個(gè)鉆孔起到掩護(hù)作用下，使得鉆孔施工距離逐步增加，直至鉆孔施工至設(shè)計(jì)深度，當(dāng)某一鉆孔施工至設(shè)計(jì)深度后，該鉆孔以后的鉆孔都可以在上一個(gè)鉆孔的掩護(hù)作用下施工至設(shè)計(jì)深度。
[0006]優(yōu)選的，所述造穴卸壓的具體步驟為:退鉆的過程中，每隔一定距離，打開鉆頭上的高壓水射流噴口，利用高壓水射流噴口噴出的高壓水射流不斷地切割和沖刷鉆孔四周煤體，從而在鉆孔沿程形成一串洞穴。
[0007]優(yōu)選的，當(dāng)某一個(gè)鉆孔施工至設(shè)計(jì)深度后，該鉆孔的沖孔卸壓和瓦斯抽采也對(duì)上一個(gè)未施工至設(shè)計(jì)深度的鉆孔起到掩護(hù)作用，這樣再對(duì)之前未施工至設(shè)計(jì)深度的所有鉆孔依次補(bǔ)充施工至設(shè)計(jì)深度，并完成造穴卸壓。
[0008]有益效果:通過本發(fā)明方法可以確保松軟低透煤層回采工作面順層鉆孔水力沖孔造穴瓦斯抽采技術(shù)的順利施工，而且能將所有鉆孔施工至設(shè)計(jì)深度，不留瓦斯抽采盲區(qū)，大大拓展了順層鉆孔水力沖孔造穴瓦斯抽采技術(shù)在松軟低透煤層瓦斯抽采過程中的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的施工示意圖。
[0010]圖中:丨一回采工作面;2—機(jī)巷或風(fēng)巷；3—第一個(gè)鉆孔;4一位置一；5—設(shè)計(jì)深度位置;6—第一串洞穴;7—第二個(gè)鉆孔;8一位置二; 9一第二串洞穴；10—第二個(gè)鉆孔；11一第三串洞穴；12—第二個(gè)鉆孔補(bǔ)充施工部分;13—第四串洞穴；14 一第一個(gè)鉆孔補(bǔ)充施工部分;15—第五串洞穴;16—第四個(gè)鉆孔;17—第五個(gè)鉆孔。
【具體實(shí)施方式】
:
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做更進(jìn)一步的解釋。
[0012]本發(fā)明的一種交替掩護(hù)式回采工作面順層鉆孔水力沖孔造穴施工方法，在整個(gè)回采工作面順次施工多個(gè)順層鉆孔，在施工過程中如果發(fā)生卡鉆，則進(jìn)行退鉆，并在退鉆過程中通過高壓水射流完成鉆孔的造穴卸壓，穴卸壓的具體步驟為:退鉆的過程中，每隔一定距離，打開鉆頭上的高壓水射流噴口，利用高壓水射流噴口噴出的高壓水射流不斷地切割和沖刷鉆孔四周煤體，從而在鉆孔沿程形成一串洞穴。則造穴卸壓完畢后進(jìn)行封孔抽采瓦斯，然后在鉆孔的卸壓區(qū)域內(nèi)施工下一個(gè)鉆孔，利用上一個(gè)鉆孔的沖孔卸壓和瓦斯抽采施工，對(duì)下一個(gè)鉆孔起到掩護(hù)作用下，使得鉆孔施工距離逐步增加，直至鉆孔施工至設(shè)計(jì)深度。當(dāng)某一鉆孔施工至設(shè)計(jì)深度后，該鉆孔以后的鉆孔都可以在上一個(gè)鉆孔的掩護(hù)作用下施工至設(shè)計(jì)深度。當(dāng)某一個(gè)鉆孔施工至設(shè)計(jì)深度后，該鉆孔的沖孔卸壓和瓦斯抽采也對(duì)上一個(gè)未施工至設(shè)計(jì)深度的鉆孔起到掩護(hù)作用，這樣，再對(duì)之前未施工至設(shè)計(jì)深度的所有鉆孔依次補(bǔ)充施工至設(shè)計(jì)深度，并完成造穴卸壓。
[0013]通過這樣交替掩護(hù)施工方法，可以完成整個(gè)回采工作面的順層鉆孔水力沖孔造穴，從而可以對(duì)松軟低透煤層工作面瓦斯進(jìn)行高效抽采，保證礦井的安全生產(chǎn)。
[0014]如圖1所示，以下為本發(fā)明交替掩護(hù)式回采工作面順層鉆孔水力沖孔造穴施工方法的一個(gè)實(shí)施例:首先在回采工作面I的機(jī)巷或風(fēng)巷2內(nèi)施工工作面的第一個(gè)鉆孔3，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)鉆孔3施工至位置一 4時(shí)發(fā)生了卡鉆而無法施工至設(shè)計(jì)深度位置5。此時(shí)不再向前施工，而是退鉆，并在退鉆過程中完成第一個(gè)鉆孔3的沖孔卸壓，在第一個(gè)鉆孔3沿程形成第一串洞穴6，完成第一個(gè)鉆孔3的沖孔卸壓后，對(duì)第一個(gè)鉆孔3進(jìn)行封孔抽采瓦斯。然后，在第一個(gè)鉆孔3的卸壓區(qū)域邊緣施工第二個(gè)鉆孔7，在第一個(gè)鉆孔3的掩護(hù)作用下，第二個(gè)鉆孔7施工至比第一個(gè)鉆孔3更遠(yuǎn)的位置二 8處發(fā)生了卡鉆，此時(shí)采用同樣的方法對(duì)第二個(gè)鉆孔7進(jìn)行沖孔卸壓，在第二個(gè)鉆孔7沿程形成第二串洞穴9，完成第二個(gè)鉆孔7的沖孔卸壓后，對(duì)第二個(gè)鉆孔7進(jìn)行封孔抽采瓦斯。然后在第二個(gè)鉆孔7的掩護(hù)作用下，第三個(gè)鉆孔10可以施工至設(shè)計(jì)深度位置5，此時(shí)采用同樣的方法對(duì)第三個(gè)鉆孔10進(jìn)行沖孔卸壓，在第三個(gè)鉆孔10沿程形成第三串洞穴11，完成第三個(gè)鉆孔10的沖孔卸壓后，對(duì)第三個(gè)鉆孔10進(jìn)行封孔抽采瓦斯。在第三個(gè)鉆孔10的掩護(hù)作用下，第四個(gè)鉆孔16可以施工至設(shè)計(jì)深度位置5，而第四個(gè)鉆孔16又可以對(duì)第五個(gè)鉆孔17起到掩護(hù)作用并能保證使其施工至設(shè)計(jì)深度位置5。這樣，第三個(gè)鉆孔10之后的鉆孔都可以在前一個(gè)鉆孔的掩護(hù)作用下施工至設(shè)計(jì)深度位置5。此外，第三個(gè)鉆孔的沖孔卸壓和封孔抽采瓦斯施工也可以對(duì)第二個(gè)鉆孔7起到掩護(hù)作用，此時(shí)對(duì)第二個(gè)鉆孔7進(jìn)行補(bǔ)充施工，將其補(bǔ)充施工至設(shè)計(jì)深度位置5，并對(duì)第二個(gè)鉆孔補(bǔ)充施工部分12進(jìn)行造穴卸壓，在第二個(gè)鉆孔補(bǔ)充施工部分12沿程形成與第二次串洞穴9連通的第四串洞穴13，第二個(gè)鉆孔7的補(bǔ)充施工也可以對(duì)第一個(gè)鉆孔3起到掩護(hù)作用，使得第一個(gè)鉆孔也可以補(bǔ)充至設(shè)計(jì)深度位置5，并對(duì)第一個(gè)鉆孔補(bǔ)充施工部分14進(jìn)行造穴卸壓，在第一個(gè)鉆孔補(bǔ)充施工部分14沿程形成與第一串洞穴6連通的第五串洞穴15。這樣，可以使得整個(gè)回采工作面都能夠按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行順層鉆孔水力沖孔造穴，從而對(duì)工作面瓦斯進(jìn)行高效抽采，消除其突出危險(xiǎn)性，保證工作面安全高效回采。
[0015]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種交替掩護(hù)式回采工作面順層鉆孔水力沖孔造穴施工方法，其特征在于:在整個(gè)回采工作面順次施工多個(gè)順層鉆孔，在施工過程中如果發(fā)生卡鉆，則進(jìn)行退鉆，并在退鉆過程中通過高壓水射流完成鉆孔的造穴卸壓，造穴卸壓完畢后進(jìn)行封孔抽采瓦斯，然后在鉆孔的卸壓區(qū)域內(nèi)施工下一個(gè)鉆孔，利用上一個(gè)鉆孔的沖孔卸壓和瓦斯抽采施工，對(duì)下一個(gè)鉆孔起到掩護(hù)作用下，使得鉆孔施工距離逐步增加，直至鉆孔施工至設(shè)計(jì)深度，當(dāng)某一鉆孔施工至設(shè)計(jì)深度后，該鉆孔以后的鉆孔都可以在上一個(gè)鉆孔的掩護(hù)作用下施工至設(shè)計(jì)深度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交替掩護(hù)式回采工作面順層鉆孔水力沖孔造穴施工方法，其特征在于，所述造穴卸壓的具體步驟為:退鉆的過程中，每隔一定距離，打開鉆頭上的高壓水射流噴口，利用高壓水射流噴口噴出的高壓水射流不斷地切割和沖刷鉆孔四周煤體，從而在鉆孔沿程形成一串洞穴。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交替掩護(hù)式回采工作面順層鉆孔水力沖孔造穴施工方法，其特征在于:當(dāng)某一個(gè)鉆孔施工至設(shè)計(jì)深度后，該鉆孔的沖孔卸壓和瓦斯抽采也對(duì)上一個(gè)未施工至設(shè)計(jì)深度的鉆孔起到掩護(hù)作用，這樣再對(duì)之前未施工至設(shè)計(jì)深度的所有鉆孔依次補(bǔ)充施工至設(shè)計(jì)深度，并完成造穴卸壓。
【文檔編號(hào)】E21F7/00GK106089289SQ201610401991
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日
【發(fā)明人】張 浩, 張開仲, 程遠(yuǎn)平, 王偉, 董駿, 趙偉, 雷景沖
【申請(qǐng)人】中國礦業(yè)大學(xué)