突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動(dòng)注水防突方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種突出厚煤層采煤工作面低頻脈動(dòng)長鉆孔注水防突方法，首先通過鉆機(jī)垂直采煤工作面鉆多個(gè)深度大于或等于20m的注水孔，鉆到預(yù)定深度停鉆，用封孔器進(jìn)行封孔，封孔深度大于或等于10m；然后利用煤層低頻脈動(dòng)注水泵向注水孔內(nèi)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(dòng)注水防突方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種礦井安全開采技術(shù)，尤其涉及一種突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動(dòng)注水防突方法。
【背景技術(shù)】
[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(lián)得到較廣泛的應(yīng)用，煤層注水既可以作為區(qū)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(shù)，前蘇聯(lián)進(jìn)行過較多的研究和試驗(yàn)，并對注水防突效果進(jìn)行了考察和檢驗(yàn)。相關(guān)研究和試驗(yàn)表明，煤層注水后，煤的物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)生明顯變化，其彈性和強(qiáng)度減小，塑性增大，從而使煤層的應(yīng)力分布發(fā)生根本變化，即高應(yīng)力區(qū)向煤體深部轉(zhuǎn)移，應(yīng)力集中系數(shù)減小,地應(yīng)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(jìn)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(dòng)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(shí)注水，效果較好。我國在煤層注水防突方面進(jìn)行過初步的嘗試和試驗(yàn)，如陽泉一礦北頭嘴井，在綜采工作面進(jìn)行淺孔注水，使工作面壓出次數(shù)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(xiǎn)。目前，我國大多數(shù)突出礦井采用超前排放鉆孔作為煤巷掘進(jìn)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(xiǎn)性，但由于措施的實(shí)施周期長，消突效率較低，其結(jié)果會使煤巷掘進(jìn)速度極低，礦井采掘比例嚴(yán)重失調(diào)。研究高效消突技術(shù)措施、提高突出煤層煤巷掘進(jìn)速度已成為我國突出煤層開采的當(dāng)務(wù)之急。水力擠出是近期我國試驗(yàn)成功的一種新型防突技術(shù)措施，部分突出礦井的應(yīng)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(jìn)速度50%?100%。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)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(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)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(dòng)注水防突方法。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明的突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動(dòng)注水防突方法，包括步驟:
[0007]首先，通過鉆機(jī)垂直采煤工作面鉆多個(gè)注水孔，鉆到預(yù)定深度停鉆，用封孔器進(jìn)行封孔；
[0008]然后，利用煤層低頻脈動(dòng)注水泵向注水孔內(nèi)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(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動(dòng)注水防突方法，由于首先通過鉆機(jī)垂直采煤工作面鉆多個(gè)注水孔，鉆到預(yù)定深度停鉆，用封孔器進(jìn)行封孔；然后利用煤層低頻脈動(dòng)注水泵向注水孔內(nèi)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(fā)明實(shí)施例提供的突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動(dòng)注水防突方法的注水鉆孔布置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面將對本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0012]本發(fā)明的突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動(dòng)注水防突方法，其較佳的【具體實(shí)施方式】包括步驟:
[0013]首先，通過鉆機(jī)垂直采煤工作面鉆多個(gè)注水孔，鉆到預(yù)定深度停鉆，用封孔器進(jìn)行封孔；
[0014]然后，利用煤層低頻脈動(dòng)注水泵向注水孔內(nèi)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(huán)留有不小于IOm的注水孔超前距。
[0017]所述多個(gè)注水孔覆蓋整個(gè)采煤工作面并且每循環(huán)施工一組注水鉆孔，所述多個(gè)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(shí)煤體的注水壓力控制在6MPa-10MPa 之間。
[0019]所述煤層低頻脈動(dòng)注水泵的頻率在1-10HZ。
[0020]所述脈動(dòng)注水時(shí)間為當(dāng)注水鉆孔周圍煤體均勻滲出水珠為止。
[0021]在鏈接每個(gè)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(fā)明的突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動(dòng)注水防突方法，防突效果更有效。
[0023]具體實(shí)施例:
[0024]如圖1所示，根據(jù)注水參數(shù)要求選定合適的煤層注水的設(shè)備，包括鉆機(jī)、煤層低頻脈動(dòng)注水泵和封孔器等，然后進(jìn)行鉆孔，鉆到預(yù)定深度停鉆封孔，接好注水泵進(jìn)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(shí)，在鏈接每個(gè)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(jì)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(gè)回采工作面并且每循環(huán)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(jìn)行封孔，要求每個(gè)注水孔封孔不得少于10m，注水時(shí)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(huán)要求留有不小于IOm的注水孔超前距。
[0030]所述煤層低頻脈動(dòng)注水泵的頻率在1-10HZ。[0031]所述脈動(dòng)注水時(shí)間為當(dāng)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(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動(dòng)注水防突方法，其特征在于，包括步驟: 首先，通過鉆機(jī)垂直采煤工作面鉆多個(gè)注水孔，鉆到預(yù)定深度停鉆，用封孔器進(jìn)行封孔； 然后，利用煤層低頻脈動(dòng)注水泵向注水孔內(nèi)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(jù)權(quán)利要求1所述的突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動(dòng)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(jù)權(quán)利要求2所述的突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動(dòng)注水防突方法，其特征在于，采煤工作面的每循環(huán)留有不小于IOm的注水孔超前距。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動(dòng)注水防突方法，其特征在于，所述多個(gè)注水孔覆蓋整個(gè)采煤工作面并且每循環(huán)施工一組注水鉆孔，所述多個(gè)注水孔采用三花眼布置方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動(dòng)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(shí)煤體的注水壓力控制在6MPa-10MPa之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動(dòng)注水防突方法，其特征在于，所述煤層低頻脈動(dòng)注水泵的頻率為1-10HZ。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動(dòng)注水防突方法，其特征在于，在鏈接每個(gè)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(jù)權(quán)利要求1所述的突出煤層采煤工作面長鉆孔脈動(dòng)注水防突方法，其特征在于，脈動(dòng)注水時(shí)間為當(dāng)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(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)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(yè)大學(xué)(北京), 北京中礦恒安科技有限公司