突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動注水防突方法
【專利摘要】本發明公開了一種突出厚煤層采煤工作面低頻脈動長鉆孔注水防突方法，首先通過鉆機垂直采煤工作面鉆多個深度大于或等于20m的注水孔，鉆到預定深度停鉆，用封孔器進行封孔，封孔深度大于或等于10m；然后利用煤層低頻脈動注水泵向注水孔內注水，注水直到周圍煤體潮濕或有水從鉆孔周圍緩慢滲出為止。防突效果更有效。
【專利說明】突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動注水防突方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種礦井安全開采技術，尤其涉及一種突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動注水防突方法。
【背景技術】
[0002]煤層注水作為防治煤與瓦斯突出的水力化措施之一，在前蘇聯得到較廣泛的應用，煤層注水既可以作為區域性防突措施，也可以作為局部防突措施，為選擇和確定合理的煤層注水參數，前蘇聯進行過較多的研究和試驗，并對注水防突效果進行了考察和檢驗。相關研究和試驗表明，煤層注水后，煤的物理力學性質發生明顯變化，其彈性和強度減小，塑性增大，從而使煤層的應力分布發生根本變化，即高應力區向煤體深部轉移，應力集中系數減小,地應力和瓦斯壓力梯度減小,彈性潛能降低,其釋放的速度變小,大大減小了突然釋放彈性潛能的概率水平，水進入煤的孔隙，降低了瓦斯放散初速度(可減少90% )，增加了瓦斯流動的阻力，從而削弱了瓦斯在突出過程中的作用。國外多采用深孔中壓長時注水，效果較好。我國在煤層注水防突方面進行過初步的嘗試和試驗，如陽泉一礦北頭嘴井，在綜采工作面進行淺孔注水，使工作面壓出次數減少了 82%，煤塵降低了 48%。可見煤層注水濕潤煤體，可消除或降低煤層和近工作面處的突出危險。目前，我國大多數突出礦井采用超前排放鉆孔作為煤巷掘進工作面的消突措施。超前排放鉆孔措施雖然能有效地消除突出危險性，但由于措施的實施周期長，消突效率較低，其結果會使煤巷掘進速度極低，礦井采掘比例嚴重失調。研究高效消突技術措施、提高突出煤層煤巷掘進速度已成為我國突出煤層開采的當務之急。水力擠出是近期我國試驗成功的一種新型防突技術措施，部分突出礦井的應用情況表明，同使用超前排放鉆孔措施相比，具有高效消突的效果，可提高掘進速度50%?100%。
[0003]現有技術中的煤層注水工藝采用的注水孔深一般為10m，由于孔深不足使得注水效果不理想，防突效果欠佳。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種防突效果好的突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動注水防突方法。
[0005]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
[0006]本發明的突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動注水防突方法，包括步驟:
[0007]首先，通過鉆機垂直采煤工作面鉆多個注水孔，鉆到預定深度停鉆，用封孔器進行封孔；
[0008]然后，利用煤層低頻脈動注水泵向注水孔內注水，注水直到周圍煤體潮濕或有水從鉆孔周圍緩慢滲出為止。
[0009]由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明實施例提供的突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動注水防突方法，由于首先通過鉆機垂直采煤工作面鉆多個注水孔，鉆到預定深度停鉆，用封孔器進行封孔；然后利用煤層低頻脈動注水泵向注水孔內注水，注水直到周圍煤體潮濕或有水從鉆孔周圍緩慢滲出為止，防突效果更有效。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明實施例提供的突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動注水防突方法的注水鉆孔布置示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面將對本發明實施例作進一步地詳細描述。
[0012]本發明的突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動注水防突方法，其較佳的【具體實施方式】包括步驟:
[0013]首先，通過鉆機垂直采煤工作面鉆多個注水孔，鉆到預定深度停鉆，用封孔器進行封孔；
[0014]然后，利用煤層低頻脈動注水泵向注水孔內注水，注水直到周圍煤體潮濕或有水從鉆孔周圍緩慢滲出為止。
[0015]所述注水孔的深度大于或等于20m。
[0016]采煤工作面的每循環留有不小于IOm的注水孔超前距。
[0017]所述多個注水孔覆蓋整個采煤工作面并且每循環施工一組注水鉆孔，所述多個注水孔采用三花眼布置方式。
[0018]所述注水鉆孔的封孔深度大于或等于10m，注水時煤體的注水壓力控制在6MPa-10MPa 之間。
[0019]所述煤層低頻脈動注水泵的頻率在1-10HZ。
[0020]所述脈動注水時間為當注水鉆孔周圍煤體均勻滲出水珠為止。
[0021]在鏈接每個鉆孔的橡膠管和供水干管之間安裝水表和截止閥，供水干管上安裝壓力表。
[0022]本發明的突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動注水防突方法，防突效果更有效。
[0023]具體實施例:
[0024]如圖1所示，根據注水參數要求選定合適的煤層注水的設備，包括鉆機、煤層低頻脈動注水泵和封孔器等，然后進行鉆孔，鉆到預定深度停鉆封孔，接好注水泵進行注水，注水直到周圍煤體潮濕或有水從鉆孔周圍緩慢滲出為止。
[0025]所述的注水鉆孔要求不小于20m。
[0026]所述的采用長孔注水時，在鏈接每個鉆孔的橡膠管和供水干管之間安裝水表和截止閥，干管上安裝壓力表，用以計量注水量及觀測注水壓力。
[0027]所述的注水鉆孔要求覆蓋整個回采工作面并且每循環必須施工一組短臂注水鉆孔，要求鉆孔采用三花眼布置方式。
[0028]所述的注水鉆孔要使用專用封孔器進行封孔，要求每個注水孔封孔不得少于10m，注水時保證煤體的注水壓力不得小于6MPa、不得大于lOMPa。
[0029]所述的工作面每循環要求留有不小于IOm的注水孔超前距。
[0030]所述煤層低頻脈動注水泵的頻率在1-10HZ。[0031]所述脈動注水時間為當注水鉆孔周圍煤體均勻滲出水珠為止。
[0032]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動注水防突方法，其特征在于，包括步驟: 首先，通過鉆機垂直采煤工作面鉆多個注水孔，鉆到預定深度停鉆，用封孔器進行封孔； 然后，利用煤層低頻脈動注水泵向注水孔內注水，注水直到周圍煤體潮濕或有水從鉆孔周圍緩慢滲出為止。
2.根據權利要求1所述的突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動注水防突方法，其特征在于，所述注水孔的深度大于或等于20m。
3.根據權利要求2所述的突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動注水防突方法，其特征在于，采煤工作面的每循環留有不小于IOm的注水孔超前距。
4.根據權利要求3所述的突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動注水防突方法，其特征在于，所述多個注水孔覆蓋整個采煤工作面并且每循環施工一組注水鉆孔，所述多個注水孔采用三花眼布置方式。
5.根據權利要求4所述的突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動注水防突方法，其特征在于，所述注水鉆孔的封孔深度大于或等于10m，注水時煤體的注水壓力控制在6MPa-10MPa之間。
6.根據權利要求1至5任一項所述的突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動注水防突方法，其特征在于，所述煤層低頻脈動注水泵的頻率為1-10HZ。
7.根據權利要求6所述的突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動注水防突方法，其特征在于，在鏈接每個鉆孔的橡膠管和供水干管之間安裝水表和截止閥，供水干管上安裝壓力表。
8.根據權利要求1所述的突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動注水防突方法，其特征在于，脈動注水時間為當注水鉆孔周圍煤體均勻滲出水珠為止。
【文檔編號】E21F7/00GK103899271SQ201410165921
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月23日 優先權日:2014年4月23日
【發明者】聶百勝, 李祥春, 孟筠青, 徐冬, 王亮, 高俊楊 申請人:中國礦業大學(北京), 北京中礦恒安科技有限公司