交替掩護式回采工作面順層鉆孔水力沖孔造穴施工方法
【專利摘要】本發明公開了一種交替掩護式回采工作面順層鉆孔水力沖孔造穴施工方法，在整個回采工作面順次施工多個順層鉆孔，在施工過程中發生卡鉆則進行退鉆，并在退鉆過程中間隔造穴，并利用造穴對鉆孔沿程煤體進行卸壓，造穴卸壓完畢后進行封孔抽采瓦斯，然后在鉆孔卸壓區域內施工下一個鉆孔，使得鉆孔施工距離逐步增加，直至鉆孔施工至設計深度，當某一鉆孔施工至設計深度后，該鉆孔以后的鉆孔都可以在上一個鉆孔的掩護作用下施工至設計深度,前面未施工到位的鉆孔也可以補充施工至設計深度。通過本發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的順利施工，而且能將所有鉆孔施工至設計深度，不留瓦斯抽采盲區。
【專利說明】
交替掩護式回采工作面順層鉆孔水力沖孔造穴施工方法
技術領域
[0001]本發明涉及松軟低透煤層瓦斯抽采技術，尤其是一種交替掩護式回采工作面順層鉆孔水力沖孔造穴施工方法。
【背景技術】
[0002]我國含煤地層多以侏羅紀和石炭二疊紀為主，大多數煤層屬于低透氣性松軟煤層，許多礦區發生多期隆起、坳陷、褶皺和斷裂等活動，在構造擠壓和剪切應力作用下地質條件異常復雜，在部分煤質較硬礦區也存在局部結構破壞而形成構造煤發育，表現為煤質松軟、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，隨開采強度的增加逐年向深部延伸，進入深部開采后上下煤層逐漸都升級為高突煤層，失去保護層開采條件，深部高地應力和瓦斯壓力致使煤巖動力和瓦斯災害更加嚴重。為此，一些專家學者提出了順層鉆孔水力沖孔造穴的措施來對松軟低透煤層進行卸壓增透，從而對煤層瓦斯進行高效抽采。該技術在本煤層中施工，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用前景。但是，由于煤層瓦斯壓力含量大，地應力高，在順層鉆孔施工過程中，經常發生卡鉆現象，鉆孔往往無法施工到設計深度，造成回采工作面留下大片的瓦斯抽采盲區，為礦井的安全生產留下隱患，嚴重影響了順層鉆孔水力沖孔造穴瓦斯抽采技術在松軟低透煤層中的應用。
[0003]同時，瓦斯作為煤的伴生產物不僅是煤礦生產中的重大危險源，也是比二氧化碳大25倍的溫室效應氣體，更是一種寶貴的清潔能源，實現煤層瓦斯的有效抽采及利用，可以消除礦井瓦斯安全隱患，改善我國能源結構，保護礦區環境，產生經濟效益的同時帶來良好的社會和環境效益。
【發明內容】
[0004]發明目的:本發明是針對松軟低透煤層順層鉆孔水力沖孔造穴瓦斯抽采技術施工過程中因卡鉆現象頻發而影響施工的問題，提出的一種交替掩護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回采工作面的順層鉆孔水力沖孔造穴，從而可以對松軟低透煤層工作面瓦斯進行高效抽采，保證礦井的安全生產。
[0005]為了實現上述目的，本發明采用了如下的技術方案:一種交替掩護式回采工作面順層鉆孔水力沖孔造穴施工方法，在整個回采工作面順次施工多個順層鉆孔，在施工過程中如果發生卡鉆，則進行退鉆，并在退鉆過程中通過高壓水射流完成鉆孔的造穴卸壓，造穴卸壓完畢后進行封孔抽采瓦斯，然后在鉆孔的卸壓區域內施工下一個鉆孔，利用上一個鉆孔的沖孔卸壓和瓦斯抽采施工，對下一個鉆孔起到掩護作用下，使得鉆孔施工距離逐步增加，直至鉆孔施工至設計深度，當某一鉆孔施工至設計深度后，該鉆孔以后的鉆孔都可以在上一個鉆孔的掩護作用下施工至設計深度。
[0006]優選的，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]優選的，當某一個鉆孔施工至設計深度后，該鉆孔的沖孔卸壓和瓦斯抽采也對上一個未施工至設計深度的鉆孔起到掩護作用，這樣再對之前未施工至設計深度的所有鉆孔依次補充施工至設計深度，并完成造穴卸壓。
[0008]有益效果:通過本發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的順利施工，而且能將所有鉆孔施工至設計深度，不留瓦斯抽采盲區，大大拓展了順層鉆孔水力沖孔造穴瓦斯抽采技術在松軟低透煤層瓦斯抽采過程中的應用前景。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發明實施例的施工示意圖。
[0010]圖中:丨一回采工作面;2—機巷或風巷；3—第一個鉆孔;4一位置一；5—設計深度位置;6—第一串洞穴;7—第二個鉆孔;8一位置二; 9一第二串洞穴；10—第二個鉆孔；11一第三串洞穴；12—第二個鉆孔補充施工部分;13—第四串洞穴；14 一第一個鉆孔補充施工部分;15—第五串洞穴;16—第四個鉆孔;17—第五個鉆孔。
【具體實施方式】
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[0011]下面結合附圖對本發明做更進一步的解釋。
[0012]本發明的一種交替掩護式回采工作面順層鉆孔水力沖孔造穴施工方法，在整個回采工作面順次施工多個順層鉆孔，在施工過程中如果發生卡鉆，則進行退鉆，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行封孔抽采瓦斯，然后在鉆孔的卸壓區域內施工下一個鉆孔，利用上一個鉆孔的沖孔卸壓和瓦斯抽采施工，對下一個鉆孔起到掩護作用下，使得鉆孔施工距離逐步增加，直至鉆孔施工至設計深度。當某一鉆孔施工至設計深度后，該鉆孔以后的鉆孔都可以在上一個鉆孔的掩護作用下施工至設計深度。當某一個鉆孔施工至設計深度后，該鉆孔的沖孔卸壓和瓦斯抽采也對上一個未施工至設計深度的鉆孔起到掩護作用，這樣，再對之前未施工至設計深度的所有鉆孔依次補充施工至設計深度，并完成造穴卸壓。
[0013]通過這樣交替掩護施工方法，可以完成整個回采工作面的順層鉆孔水力沖孔造穴，從而可以對松軟低透煤層工作面瓦斯進行高效抽采，保證礦井的安全生產。
[0014]如圖1所示，以下為本發明交替掩護式回采工作面順層鉆孔水力沖孔造穴施工方法的一個實施例:首先在回采工作面I的機巷或風巷2內施工工作面的第一個鉆孔3，當第一個鉆孔3施工至位置一 4時發生了卡鉆而無法施工至設計深度位置5。此時不再向前施工，而是退鉆，并在退鉆過程中完成第一個鉆孔3的沖孔卸壓，在第一個鉆孔3沿程形成第一串洞穴6，完成第一個鉆孔3的沖孔卸壓后，對第一個鉆孔3進行封孔抽采瓦斯。然后，在第一個鉆孔3的卸壓區域邊緣施工第二個鉆孔7，在第一個鉆孔3的掩護作用下，第二個鉆孔7施工至比第一個鉆孔3更遠的位置二 8處發生了卡鉆，此時采用同樣的方法對第二個鉆孔7進行沖孔卸壓，在第二個鉆孔7沿程形成第二串洞穴9，完成第二個鉆孔7的沖孔卸壓后，對第二個鉆孔7進行封孔抽采瓦斯。然后在第二個鉆孔7的掩護作用下，第三個鉆孔10可以施工至設計深度位置5，此時采用同樣的方法對第三個鉆孔10進行沖孔卸壓，在第三個鉆孔10沿程形成第三串洞穴11，完成第三個鉆孔10的沖孔卸壓后，對第三個鉆孔10進行封孔抽采瓦斯。在第三個鉆孔10的掩護作用下，第四個鉆孔16可以施工至設計深度位置5，而第四個鉆孔16又可以對第五個鉆孔17起到掩護作用并能保證使其施工至設計深度位置5。這樣，第三個鉆孔10之后的鉆孔都可以在前一個鉆孔的掩護作用下施工至設計深度位置5。此外，第三個鉆孔的沖孔卸壓和封孔抽采瓦斯施工也可以對第二個鉆孔7起到掩護作用，此時對第二個鉆孔7進行補充施工，將其補充施工至設計深度位置5，并對第二個鉆孔補充施工部分12進行造穴卸壓，在第二個鉆孔補充施工部分12沿程形成與第二次串洞穴9連通的第四串洞穴13，第二個鉆孔7的補充施工也可以對第一個鉆孔3起到掩護作用，使得第一個鉆孔也可以補充至設計深度位置5，并對第一個鉆孔補充施工部分14進行造穴卸壓，在第一個鉆孔補充施工部分14沿程形成與第一串洞穴6連通的第五串洞穴15。這樣，可以使得整個回采工作面都能夠按照設計要求進行順層鉆孔水力沖孔造穴，從而對工作面瓦斯進行高效抽采，消除其突出危險性，保證工作面安全高效回采。
[0015]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種交替掩護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:在整個回采工作面順次施工多個順層鉆孔，在施工過程中如果發生卡鉆，則進行退鉆，并在退鉆過程中通過高壓水射流完成鉆孔的造穴卸壓，造穴卸壓完畢后進行封孔抽采瓦斯，然后在鉆孔的卸壓區域內施工下一個鉆孔，利用上一個鉆孔的沖孔卸壓和瓦斯抽采施工，對下一個鉆孔起到掩護作用下，使得鉆孔施工距離逐步增加，直至鉆孔施工至設計深度，當某一鉆孔施工至設計深度后，該鉆孔以后的鉆孔都可以在上一個鉆孔的掩護作用下施工至設計深度。2.根據權利要求1所述的一種交替掩護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.根據權利要求1所述的一種交替掩護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:當某一個鉆孔施工至設計深度后，該鉆孔的沖孔卸壓和瓦斯抽采也對上一個未施工至設計深度的鉆孔起到掩護作用，這樣再對之前未施工至設計深度的所有鉆孔依次補充施工至設計深度，并完成造穴卸壓。
【文檔編號】E21F7/00GK106089289SQ201610401991
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月8日
【發明人】張 浩, 張開仲, 程遠平, 王偉, 董駿, 趙偉, 雷景沖
【申請人】中國礦業大學