專利名稱：不穩(wěn)定薄煤層組條件下被保護煤層的卸壓瓦斯抽采方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及不穩(wěn)定薄煤層組條件下被保護煤層的卸壓瓦斯抽采方法，尤其適用于被保護煤層上方存在不穩(wěn)定薄煤層群的開采。
背景技術(shù)：
保護層開采技術(shù)被實踐證明是一種最有效、最可靠的防治煤與瓦斯突出措施，在淮南、淮北、松藻、天府、陽泉和沈陽等許多礦區(qū)得到了應用，取得了良好的防突效果。但隨著礦井開采深度的增加，煤層瓦斯壓力和含量逐漸加大，許多非突出煤層的保護層轉(zhuǎn)變?yōu)橥怀雒簩?，礦區(qū)內(nèi)賦存穩(wěn)定的主采煤層可作保護層的越來越少，通過開采一層煤往往無法完整保護被保護煤層的開采區(qū)域，無法實現(xiàn)被保護煤層區(qū)域性的卸壓瓦斯抽采。

發(fā)明內(nèi)容
針對已有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種不穩(wěn)定薄煤層組條件下被保護煤層的卸壓瓦斯抽采方法，通過各不穩(wěn)定薄煤層可采區(qū)域的組合，實現(xiàn)被保護層突出煤層的卸壓瓦斯抽采，有效降低煤層瓦斯含量，消除突出煤層的突出危險。
本發(fā)明的不穩(wěn)定薄煤層組條件下被保護煤層的卸壓瓦斯抽采方法a.根據(jù)地質(zhì)資料確定各不穩(wěn)定薄煤層的可開采區(qū)域；b.確定不穩(wěn)定薄煤層保護層工作面與被保護工作面的開采范圍，各保護層工作面之間留設壓茬，保證各保護層工作面能滿足被保護層的連續(xù)卸壓保護要求；c.進行保護層工作面開采的準備工作，同時進行常規(guī)的被保護層工作面卸壓瓦斯抽采工程；d.用薄煤層采煤機或是刨煤機進行保護層工作面開采，同時抽采被保護層工作面的卸壓瓦斯；e.對被保護層工作面煤層進行突出危險性驗證，當煤層殘余瓦斯含量降到8m3/t以下或是殘余瓦斯壓力降到0.74MPa以下，停止抽采，反之繼續(xù)抽采，直至達到要求。
保護層工作面沿傾向方向開采至少超前被保護層工作面一個區(qū)段；在保護層開采過程中，工作面瓦斯涌出量大于5m3/min時，需對保護層工作進行瓦斯抽采，以保證開采安全；被保護層工作面的卸壓瓦斯抽采不低于一年時間；保護層工作面出現(xiàn)小斷層時，應強行推過，不隨意留設煤柱；卸壓瓦斯抽采工程結(jié)束后，再開始保護層工作面的開采；被保護層工作面卸壓瓦斯抽采工程包括底板巖巷施工、鉆場施工、鉆孔施工、封孔和抽采管路安裝；底板巖巷上距煤層底板15～20m，傾向上位于被保護層工作面的中部；鉆孔在鉆場內(nèi)呈扇形布置，以煤層中厚面為準，鉆孔間距15～20m、鉆孔直徑90mm，在鉆場頂板開孔，鉆孔終孔進入煤層頂板0.5m。
本方法針對無穩(wěn)定保護層開采的礦區(qū)，可在無穩(wěn)定可采煤層作保護層的條件下實現(xiàn)突出煤層的卸壓瓦斯抽采，通過開采各不穩(wěn)定薄煤層的可采區(qū)域，形成新的保護層，保護煤層的突出危險區(qū)域。通過突出煤層的卸壓瓦斯抽采，可有效降低突出煤層瓦斯含量和壓力，將高瓦斯突出煤層轉(zhuǎn)化為低瓦斯無突出煤層，可使突出煤層的工作面瓦斯預抽率達到60％以上，煤層瓦斯含量可降到8m3/t以下或煤層瓦斯壓力降到0.74MPa以下，徹底消除煤層的突出危險性，實現(xiàn)煤與瓦斯突出煤層的安全快速掘進和高效回采。突出煤層工作面巷道采用綜合機械化連續(xù)掘進，巷道掘進速度由原先的60m/月提高到200m/月以上；突出煤層工作面煤炭日產(chǎn)量由原先的1000t/d提高到3000t/d以上；突出煤層工作面上隅角瓦斯?jié)舛瓤煽刂圃?.8％以下，回風流瓦斯?jié)舛瓤煽刂圃?.5％以下。
具體實施例方式
本發(fā)明的不穩(wěn)定薄煤層組條件下被保護煤層的卸壓瓦斯抽采方法1)按照采掘要求，提前形成不穩(wěn)定煤層的生產(chǎn)系統(tǒng)和瓦斯抽采系統(tǒng)。
2)保護層工作面的設計，各保護層工作面設計應能滿足被保護層的連續(xù)卸壓保護要求，避免在被保護層工作面上出現(xiàn)未保護區(qū)域；各保護層工作面間應根據(jù)煤巖地質(zhì)特征留有足夠壓茬，以免造成應力集中。
在組合保護層開采過程中，工作面鄰近層瓦斯涌出較大，需采用有效的瓦斯抽采方法，保證保護層工作面的安全開采。
保護層工作面應選用薄煤層采煤機或是刨煤機來開采。在保護層工作面遇小斷層等構(gòu)造，應強行推過，不隨意留設煤柱。
3)被保護層卸壓瓦斯抽采設計，卸壓瓦斯抽采設計包括底板巖巷設計、鉆場設計、鉆孔設計、封孔設計和抽采參數(shù)設計。
底板巖巷上距煤層底板15～20m，傾向上位于被保護層工作面的中部，以抽采鉆孔不出現(xiàn)下向孔為原則；上、下區(qū)段底板巖巷通過邊界上山連通，形成全負壓通風系統(tǒng)；巷道斷面6～8m2。
鉆場垂直底板巖巷水平布置，鉆場間距為30～40m、斷面為6～8m2、長為5m。
鉆孔在鉆場內(nèi)呈扇形布置，鉆孔以煤層中厚面為準的間距為15～20m、鉆孔直徑為90mm，在鉆場頂板開孔，鉆孔終孔進入煤層頂板0.5m。
鉆孔施工完成后應立即封孔，封孔材料為水泥漿，封孔長度不小于8m，封孔管長度10m、直徑40mm。
底板巖巷抽采管路抽采量不低于30m3/min，孔口負壓不低于20KPa，抽采時間不低于1年。
4)瓦斯抽采工程施工保護層的瓦斯抽采工程應能滿足保護層工作面的安全開采要求；被保護層卸壓瓦斯抽采工程包括底板巖巷施工、鉆場施工、鉆孔施工、封孔和抽采管路安裝。根據(jù)設計施工卸壓瓦斯抽采工程，滿足被保護層卸壓瓦斯的抽采要求；提前施工被保護層的卸壓瓦斯抽采工程，保證保護層開采的同時能有效抽采被保護層的卸壓瓦斯。
5)卸壓瓦斯抽采合理安排工作面接替計劃，在傾向上保護層工作面要超前被保護層工作面1～2個區(qū)段，保證足夠的被保護層工作面卸壓瓦斯抽采時間，降低被保護層工作面的瓦斯含量，實現(xiàn)煤層瓦斯的均勻有效抽采。
6)消除突出危險性驗證通過不少于1年時間的瓦斯抽采，被保護工作面的殘余瓦斯含量降至8m3/t以下或是殘余瓦斯壓力應降至0.74MPa以下，可確認為消除突出危險。
7)被保護層工作面開采被保護層工作面在保護范圍內(nèi)可按無突出危險煤層進行采掘作業(yè)，在保護范圍外嚴格按照“四位一體”防突措施執(zhí)行。
權(quán)利要求
1.不穩(wěn)定薄煤層組條件下被保護煤層的卸壓瓦斯抽采方法，其特征在于a.根據(jù)地質(zhì)資料確定各不穩(wěn)定薄煤層的可開采區(qū)域；b.確定不穩(wěn)定薄煤層保護層工作面與被保護工作面的開采范圍，各保護層工作面之間留設壓茬，保證各保護層工作面能滿足被保護層的連續(xù)卸壓保護要求；c.進行保護層工作面開采的準備工作，同時進行常規(guī)的被保護層工作面卸壓瓦斯抽采工程；d.用薄煤層采煤機或是刨煤機進行保護層工作面開采，同時抽采被保護層工作面的卸壓瓦斯；e.對被保護層工作面煤層進行突出危險性驗證，當煤層殘余瓦斯含量降到8m3/t以下或是殘余瓦斯壓力降到0.74MPa以下，停止抽采，反之繼續(xù)抽采，直至達到要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不穩(wěn)定薄煤層組條件下被保護煤層的卸壓瓦斯抽采方法，其特征在于保護層工作面沿傾向方向開采至少超前被保護層工作面一個區(qū)段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不穩(wěn)定薄煤層組條件下被保護煤層的卸壓瓦斯抽采方法，其特征在于在保護層開采過程中，工作面瓦斯涌出量大于5m3/min時，需對保護層工作進行瓦斯抽采，以保證開采安全。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不穩(wěn)定薄煤層組條件下被保護煤層的卸壓瓦斯抽采方法，其特征在于被保護層工作面的卸壓瓦斯抽采不低于一年時間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不穩(wěn)定薄煤層組條件下被保護煤層的卸壓瓦斯抽采方法，其特征在于保護層工作面出現(xiàn)小斷層時，應強行推過，不隨意留設煤柱。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不穩(wěn)定薄煤層組條件下被保護煤層的卸壓瓦斯抽采方法，其特征在于卸壓瓦斯抽采工程結(jié)束后，再開始保護層工作面的開采。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不穩(wěn)定薄煤層組條件下被保護煤層的卸壓瓦斯抽采方法，其特征在于被保護層工作面卸壓瓦斯抽采工程包括底板巖巷施工、鉆場施工、鉆孔施工、封孔和抽采管路安裝。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的不穩(wěn)定薄煤層組條件下被保護煤層的卸壓瓦斯抽采方法，其特征在于底板巖巷上距煤層底板15～20m，傾向上位于被保護層工作面的中部；鉆孔在鉆場內(nèi)呈扇形布置，以煤層中厚面為準，鉆孔間距15～20m、鉆孔直徑90mm，在鉆場頂板開孔，鉆孔終孔進入煤層頂板0.5m。
全文摘要
一種不穩(wěn)定薄煤層組條件下被保護煤層的卸壓瓦斯抽采方法，針對無穩(wěn)定保護層開采的礦區(qū)，通過開采各不穩(wěn)定薄煤層的可采區(qū)域，形成新的保護層，通過突出煤層的卸壓瓦斯抽采，可有效降低突出煤層瓦斯含量和壓力，將高瓦斯突出煤層轉(zhuǎn)化為低瓦斯無突出煤層，消除煤層的突出危險性，實現(xiàn)煤與瓦斯突出煤層的安全快速掘進和高效回采。突出煤層工作面巷道采用綜合機械化連續(xù)掘進，巷道掘進速度可由原先的60m/月提高到200m/月以上；突出煤層工作面煤炭日產(chǎn)量由原先的1000t/d提高到3000t/d以上；突出煤層工作面上隅角瓦斯?jié)舛瓤煽刂圃?.8％以下，回風流瓦斯?jié)舛瓤煽刂圃?.5％以下，在本領域內(nèi)具有廣泛的實用性。
文檔編號E21C41/16GK101029577SQ20071002116
公開日2007年9月5日 申請日期2007年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月2日
發(fā)明者程遠平, 沐俊衛(wèi), 王海鋒, 周宗勇, 陳剛, 吳祥 申請人:中國礦業(yè)大學, 淮北礦業(yè)集團煤業(yè)有限責任公司祁南煤礦