高應(yīng)力松軟突出煤層開(kāi)采方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種高應(yīng)力松軟突出煤層開(kāi)采方法，包括煤層瓦斯抽采方法，煤層瓦斯抽采方法為用圓弧形三棱鉆桿配合壓風(fēng)排渣鉆孔工藝鉆孔、臨近鉆孔抽采瓦斯加孔口除塵，平均鉆孔深度75～80m，實(shí)現(xiàn)大煤工作面瓦斯釋放率達(dá)到了60%以上，被保護(hù)層煤層殘余瓦斯含量在7m3/t以下，大煤工作面在掘進(jìn)期間，瓦斯絕對(duì)涌出量為2.0～2.5m3/min,回風(fēng)流最大瓦斯?jié)舛葹?.3%左右；回采工作面在回采期間，瓦斯絕對(duì)涌出量為3.5～4.5m3/min，回風(fēng)流最大瓦斯?jié)舛葹?.4%左右，工作面上隅角瓦斯?jié)舛茸畲鬄?.6%；鉆孔時(shí)采用孔口除塵器除塵，降低工作面粉塵濃度。
【專利說(shuō)明】高應(yīng)力松軟突出煤層開(kāi)采方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種采煤方法，尤其是一種高應(yīng)力松軟突出煤層開(kāi)采方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在煤礦開(kāi)采中，一般采用螺旋鉆桿或肋骨鉆桿鉆孔抽采瓦斯，但是，對(duì)于高應(yīng)力松軟突出煤層，螺旋鉆桿鉆孔具有以下不足:
(1)在鉆進(jìn)過(guò)程中易發(fā)生噴孔現(xiàn)象，發(fā)生噴孔后，孔內(nèi)負(fù)荷增大，出現(xiàn)抱鉆、卡鉆現(xiàn)象，但由于螺旋鉆桿葉片較寬，所攜帶煤量較大容易造成鉆桿抱死現(xiàn)象從而發(fā)生丟鉆現(xiàn)象，提高了鉆孔施工成本；
(2)鉆桿沒(méi)有水的潤(rùn)滑，長(zhǎng)時(shí)間和煤體進(jìn)行干摩擦容易產(chǎn)生高溫甚至火花，使摩擦力增大，鉆桿容易老化，受煤體條件影響鉆進(jìn)速度慢；
(3)由于是干鉆進(jìn)，施工現(xiàn)場(chǎng)煤塵飛揚(yáng)，煤塵容易對(duì)下風(fēng)側(cè)人員造成傷害，且煤粉容易被抽放管路的負(fù)壓帶進(jìn)管路，對(duì)管路造成威脅；
(4)由于螺旋鉆桿施工過(guò)程中排渣量大，對(duì)煤體的破壞性也較大，容易造成鉆孔出煤量突然增大，鉆孔排粉不及時(shí)，從而造成丟鉆現(xiàn)象，增加了鉆孔施工成本；
(5)螺旋鉆桿在鉆進(jìn)過(guò)程中，還需要時(shí)刻注意鉆進(jìn)壓力不能太大，如果鉆進(jìn)松軟煤層給進(jìn)壓力太大，螺旋鉆頭來(lái)不及切削便被壓入煤層中，致使單位時(shí)間內(nèi)粉量增大，并容易造成抱鉆現(xiàn)象，從而導(dǎo)致掉鉆現(xiàn)象的發(fā)生；
(6)此外由于螺旋鉆桿采用插接式連接，如果開(kāi)始鉆孔之前鉆機(jī)穩(wěn)固不好，鉆機(jī)在鉆進(jìn)過(guò)程中震動(dòng)，造成鉆桿在鉆進(jìn)過(guò)程中擺動(dòng)或閃動(dòng)，形成鉆孔偏離中心，孔壁不平直，增加了鉆進(jìn)時(shí)的阻力，消弱了前進(jìn)能力，消弱了前進(jìn)能力，孔壁受鉆桿擺動(dòng)影響而破壞，鉆孔成孔率低，增加塌孔、堵孔的形成條件。而且鉆機(jī)不穩(wěn)定造成的鉆孔偏心會(huì)增加鉆桿的充填率，造成排粉不及時(shí)，出現(xiàn)堵孔現(xiàn)象。
[0003]肋骨鉆桿鉆孔具有以下不足:
(O由于是干鉆進(jìn)且使用風(fēng)力排渣，施工現(xiàn)場(chǎng)煤塵不容易得到控制，對(duì)鉆孔施工人員和下風(fēng)側(cè)施工人員造成傷害，且煤粉容易被抽放管路的負(fù)壓帶進(jìn)管路，對(duì)管路造成威脅；
(2)由于肋骨鉆桿外葉片與鉆孔壁長(zhǎng)時(shí)間硬性摩擦，鉆桿老化較快，耐磨性需要增加；
(3)由于肋骨鉆桿采用錐形絲扣擰接，鉆桿在鉆進(jìn)過(guò)程中不可反轉(zhuǎn)，對(duì)埋鉆、卡鉆的處理能力不強(qiáng)，還需要時(shí)刻注意鉆進(jìn)的速度和鉆進(jìn)的壓力。
[0004]因此，研究一種適合高應(yīng)力松軟突出煤層開(kāi)采方法，是目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種適合高應(yīng)力松軟突出煤層開(kāi)采方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是:
高應(yīng)力松軟突出煤層開(kāi)采方法，包括煤層瓦斯抽采方法，煤層瓦斯抽采方法為用圓弧形三棱鉆桿配合壓風(fēng)排渣鉆孔工藝鉆孔、臨近鉆孔抽采瓦斯加孔口除塵，平均鉆孔深度75?80m，實(shí)現(xiàn)大煤工作面瓦斯釋放率達(dá)到了 60%以上，被保護(hù)層煤層殘余瓦斯含量在7m3/t以下，大煤工作面在掘進(jìn)期間，瓦斯絕對(duì)涌出量為2.0?2.5m3/min，回風(fēng)流最大瓦斯?jié)舛葹?.3%左右；回采工作面在回采期間，瓦斯絕對(duì)涌出量為3.5?4.5 m3/min,回風(fēng)流最大瓦斯?jié)舛葹?.4%左右，工作面上隅角瓦斯?jié)舛茸畲鬄?.6% ;鉆孔時(shí)采用孔口除塵器除塵，降低工作面粉塵濃度。所述的孔口除塵器除塵為L(zhǎng)T型孔口除塵器。
[0007]作為本發(fā)明的一種有選方案，鉆孔所用鉆機(jī)型號(hào)為CMS1-6200/80型煤礦深孔履帶式液壓鉆車，配圓弧形三棱鉆桿型號(hào)為73 mm,鉆孔孔徑94mm,鉆桿長(zhǎng)度Im ;瓦斯抽放負(fù)壓為0.040?0.045MPa，鉆孔排渣排渣風(fēng)壓為0.8?IMPa MPa。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的圓弧形三棱鉆桿的三個(gè)面結(jié)合處為弧形結(jié)構(gòu)，相鄰圓弧的終點(diǎn)采取直線連接，鉆桿體上的圓弧面位于以鉆桿體中心軸線為中心的同一個(gè)圓周面上，鉆桿體的橫截面圓弧形的弧線長(zhǎng)度大于鉆機(jī)卡瓦之間張開(kāi)的間隙，小于鉆機(jī)卡瓦的弧線寬度。三個(gè)平面在旋轉(zhuǎn)時(shí)形成三個(gè)排粉通道，更利于風(fēng)力強(qiáng)排煤粉，鉆孔施工時(shí)采用風(fēng)力排粉。
[0009]因?yàn)椋?I)圓弧形三棱鉆桿利用三角形穩(wěn)定性好和弧形鉆桿磨擦力小，減少了鉆進(jìn)過(guò)程中埋鉆和抱鉆現(xiàn)象的發(fā)生，加快了鉆進(jìn)效率，加深了鉆孔的終孔孔深；
(2)抗扭曲和抗彎曲能力強(qiáng)，鉆孔直線性好，適合于我礦軟煤層高瓦斯強(qiáng)突地質(zhì)條件下的瓦斯抽放鉆孔的施工；
(3)在鉆孔施工過(guò)程排渣量較小，對(duì)煤壁的破壞性小，鉆孔單孔的排渣量較少，鉆孔成孔率聞，提聞了鉆孔抽放效果；
(4)鉆孔施工時(shí)需要使用壓風(fēng)排渣，壓風(fēng)的密度和瓦斯的密度更為接近，不影響煤層中瓦斯解析，鉆孔內(nèi)瓦斯能自由釋放到壓風(fēng)中，并且迅速將釋放的壓力傳遞到孔外，減少瓦斯聚集和壓力激增而誘發(fā)噴孔事故；
(5)圓弧形三棱鉆桿鉆進(jìn)完全可以應(yīng)用原有型號(hào)和規(guī)格的鉆進(jìn)設(shè)備和配套鉆具，減少了設(shè)備更換所增加的費(fèi)用，加大了鉆桿的適用范圍；
(6)圓弧形三棱鉆桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和攪動(dòng)作用使環(huán)空氣流存在排渣通道，通過(guò)鉆桿空轉(zhuǎn)排渣，壓縮空氣就可以將懸浮的鉆屑和鉆桿攪動(dòng)起來(lái)的鉆屑迅速帶走，減少卡鉆埋鉆事故；
配合LT型底部排渣、打鉆期間霧化及除塵效果良好的孔口除塵器除塵；克服了干鉆進(jìn)且使用強(qiáng)壓風(fēng)排渣，造成施工期間產(chǎn)生煤塵較大問(wèn)題。
【具體實(shí)施方式】
[0010]高應(yīng)力松軟突出煤層開(kāi)采方法，包括煤層瓦斯抽采方法，煤層瓦斯抽采方法為用圓弧形三棱鉆桿配合壓風(fēng)排渣鉆孔工藝鉆孔、臨近鉆孔抽采瓦斯加孔口除塵，平均鉆孔深度75?80m，實(shí)現(xiàn)大煤工作面瓦斯釋放率達(dá)到了 60%以上，被保護(hù)層煤層殘余瓦斯含量在7m3/t以下，大煤工作面在掘進(jìn)期間，瓦斯絕對(duì)涌出量為2.0?2.5m3/min，回風(fēng)流最大瓦斯?jié)舛葹?.3%左右；回采工作面在回采期間，瓦斯絕對(duì)涌出量為3.5?4.5 m3/min,回風(fēng)流最大瓦斯?jié)舛葹?.4%左右，工作面上隅角瓦斯?jié)舛茸畲鬄?.6% ;鉆孔時(shí)采用孔口除塵器除塵，降低工作面粉塵濃度。所述的孔口除塵器除塵為L(zhǎng)T型孔口除塵器。
[0011]鉆孔所用鉆機(jī)型號(hào)為CMS1-6200/80型煤礦深孔履帶式液壓鉆車，配圓弧形三棱鉆桿型號(hào)為73 mm，鉆孔孔徑94mm，鉆桿長(zhǎng)度Im ;瓦斯抽放負(fù)壓為0.040?0.045MPa，鉆孔排渣排渣風(fēng)壓為0.8?IMPa MPa。
【權(quán)利要求】
1.高應(yīng)力松軟突出煤層開(kāi)采方法，包括煤層瓦斯抽采方法，其特征在于，煤層瓦斯抽采方法為用圓弧形三棱鉆桿配合壓風(fēng)排渣鉆孔工藝鉆孔、臨近鉆孔抽采瓦斯加孔口除塵，平均鉆孔深度75?80m，實(shí)現(xiàn)大煤工作面瓦斯釋放率達(dá)到了 60%以上，被保護(hù)層煤層殘余瓦斯含量在7m3/t以下，大煤工作面在掘進(jìn)期間，瓦斯絕對(duì)涌出量為2.0?2.5m3/min，回風(fēng)流最大瓦斯?jié)舛葹?.3%左右；回采工作面在回采期間，瓦斯絕對(duì)涌出量為3.5?4.5 m3/min,回風(fēng)流最大瓦斯?jié)舛葹?.4%左右，工作面上隅角瓦斯?jié)舛茸畲鬄?.6% ;鉆孔時(shí)采用孔口除塵器除塵，降低工作面粉塵濃度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高應(yīng)力松軟突出煤層開(kāi)采方法，其特征在于，鉆孔所用鉆機(jī)型號(hào)為CMS1-6200/80型煤礦深孔履帶式液壓鉆車，配圓弧形三棱鉆桿型號(hào)為73 mm，鉆孔孔徑94mm，鉆桿長(zhǎng)度Im ;瓦斯抽放負(fù)壓為0.040?0.045MPa,鉆孔排渣排渣風(fēng)壓為0.8?IMPa。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高應(yīng)力松軟突出煤層開(kāi)采方法，其特征在于，所述的孔口除塵器除塵為L(zhǎng)T型孔口除塵器。
【文檔編號(hào)】E21F5/00GK103806933SQ201410039306
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月27日
【發(fā)明者】郝永軍, 李新潮, 申磊, 郭金剛, 連朝明, 焦礦生, 胡彬健 申請(qǐng)人:冀中能源峰峰集團(tuán)有限公司大淑村礦