本發(fā)明涉及礦井瓦斯防治技術(shù)領(lǐng)域，適用于保護(hù)層開采突出煤層群技術(shù)方法。
背景技術(shù)：
開采保護(hù)層是預(yù)防突出最有效、最經(jīng)濟(jì)的措施。具備保護(hù)層開采條件的煤層群優(yōu)先采用保護(hù)層防突，已經(jīng)成為我國礦井瓦斯防治的基本方法。在我國很多礦區(qū)，存在煤層群開采條件，但是各可采煤層往往均具有突出危險(xiǎn)性。通常的做法是在煤層群中合適的某個(gè)巖層中布置巖巷，采用穿層鉆孔預(yù)抽，區(qū)域消突后，布置煤層巷道，再布置順層鉆孔抽采瓦斯進(jìn)行消突。但我國大部分礦區(qū)突出煤層的透氣性往往很低，在這樣的煤層中無論是穿層鉆孔還是順層鉆孔，其影響半徑很小，鉆孔有效覆蓋范圍不大，所需鉆孔數(shù)量龐大。為實(shí)現(xiàn)被保護(hù)層階段連續(xù)消突，往往需要在合適巖層連續(xù)布置巖層巷道。突出煤層群條件下，目前采用的瓦斯治理工程中，面臨著要么是鉆孔工程量大，要么是巖巷工程量大的問題。即便如此，無保護(hù)層開采條件下，低透氣性煤層中的鉆孔實(shí)現(xiàn)消突所需抽采時(shí)間往往很長，不利于礦井采掘接替的順利進(jìn)行。
為了提高低透氣性煤層群滲透率，部分礦井嘗試了深孔預(yù)裂爆破、水力沖孔、水力壓裂、鉆孔割縫、二氧化碳?xì)獗A(yù)裂等強(qiáng)制增透方法，取得了較好的效果。但增透范圍相對(duì)較小，且需要額外增加人力和物力的投入。因此，研究安全高效的大范圍的區(qū)域增透仍是突出煤層群開采的主要內(nèi)容。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為實(shí)現(xiàn)無保護(hù)層開采條件下煤層群透氣性的提高，加快瓦斯抽采效率，實(shí)現(xiàn)突出煤層群快速高效消突，本發(fā)明提出一種開采煤層底板巖石作為保護(hù)層增加近距離突出煤層群透氣性的方法。
一種開采煤層底板泥巖作為保護(hù)層增加近距離突出煤層群透氣性的方法，其原理是在沒有保護(hù)層開采條件下，利用突出煤層底板合適層位的軟弱泥巖作為保護(hù)層，采用配套的綜采設(shè)備開采泥巖，人為在突出煤層底板構(gòu)造采空區(qū)空間，迫使突出煤層及其頂?shù)装遄冃?、膨脹，增加突出煤層透氣性。其具體步驟如下：
1)采用相似材料模擬試驗(yàn)及理論分析，分析開采泥巖厚度與冒落帶高度、裂隙帶高度，傾斜方向上下邊界的卸壓角等參數(shù)之間的關(guān)系，確定合適的泥巖開采厚度。
2)根據(jù)開采泥巖的卸壓角及突出煤層突出危險(xiǎn)區(qū)與非突出危險(xiǎn)區(qū)邊界反推，確定首采泥巖工作面(1)的上風(fēng)巷位置，根據(jù)配套綜采設(shè)備能力確定泥巖工作面(1)的采長，并確定泥巖工作面(1)機(jī)巷位置。不留巖柱，按同樣的長度確定下一區(qū)段泥巖工作面(2)機(jī)巷位置。
3)掘進(jìn)泥巖工作面(1)機(jī)巷、風(fēng)巷和初切眼，泥巖工作面(2)機(jī)巷和初切眼。
4)在被保護(hù)層非突出危險(xiǎn)區(qū)布置煤巷，在煤巷內(nèi)布置順層鉆孔，抽采突出危險(xiǎn)區(qū)瓦斯。
5)在泥巖工作面(1)機(jī)巷和泥巖工作面(2)機(jī)巷施工扇形穿層鉆孔，抽采被保護(hù)層瓦斯。
6)開采泥巖工作面(1)，泥巖工作面(1)沿空留巷，泥巖工作面(1)采用下行Y型通風(fēng)方式，確保泥巖工作面(1)開采期間，穿層鉆孔抽采繼續(xù)抽采瓦斯。
7)按同樣的巷道布置方式，階梯推進(jìn)，利用開采巖石，形成保護(hù)層開采，增加被保護(hù)突出煤層透氣性，利用順層鉆孔抽采被保護(hù)層瓦斯。
按上述步驟實(shí)施時(shí)，作為保護(hù)層的軟弱泥巖層,距離突出煤層距離控制在13～80m范圍內(nèi)，以提高保護(hù)層開采時(shí)的增透效果。
對(duì)于相鄰兩個(gè)泥巖工作面之間未充分卸壓區(qū)，由于巖石保護(hù)層開采作用，其透氣性也有所提高，采用扇形穿層鉆孔預(yù)抽。
被保護(hù)的近距離煤層群開采時(shí)，采取由上而下的開采順序，被保護(hù)層(1)至少開采兩個(gè)區(qū)段后，再開采被保護(hù)層(2)。
本發(fā)明利用開采軟弱泥巖作為保護(hù)層，與傳統(tǒng)增透方法相比，沒有過多增加巖石巷道，但大大節(jié)省了鉆孔工程量，更主要的是被保護(hù)層增透效果好，瓦斯治理效率高，加快了突出煤層的采掘接替，為實(shí)現(xiàn)突出煤層群安全高效開采提供了可行的方法。
附圖說明
圖1是一種開采煤層底板巖石作為保護(hù)層增加近距離突出煤層群透氣性的方法示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)：1—巖石保護(hù)層上卸壓邊界、2—被保護(hù)層(21)非突出危險(xiǎn)區(qū)煤巷、3—被保護(hù)層(11)非突出危險(xiǎn)區(qū)煤巷、4—突出危險(xiǎn)區(qū)邊界線、5—被保護(hù)層工作面(11)、6—被保護(hù)層工作面(21)、7—巖石保護(hù)層下卸壓邊界、8—扇形穿層鉆孔、9—泥巖工作面(1)上進(jìn)風(fēng)巷、10—泥巖工作面(1)、11—泥巖工作面(1)下進(jìn)風(fēng)巷/沿空留巷、12—泥巖工作面(2)、13—泥巖工作面(1)回風(fēng)巷/泥巖工作面(2)下進(jìn)風(fēng)巷、14—泥巖工作面(3)、15—泥巖層、16—被保護(hù)層(2)、17—被保護(hù)層(1)。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，一種開采煤層底板巖石作為保護(hù)層增加近距離突出煤層群透氣性的方法是在沒有保護(hù)層開采條件下，利用突出煤層底板合適層位的軟弱泥巖作為保護(hù)層，采用配套的綜采設(shè)備開采泥巖，人為在突出煤層底板構(gòu)造采空區(qū)空間，迫使突出煤層及其頂?shù)装遄冃?、膨脹，增加突出煤層透氣性。其具體步驟如下：
1)采用相似材料模擬試驗(yàn)及理論分析，分析開采泥巖厚度與冒落帶高度、裂隙帶高度，傾斜方向上下邊界的卸壓角等參數(shù)之間的關(guān)系，確定合適的泥巖開采厚度。
2)根據(jù)開采泥巖的卸壓角及突出煤層突出危險(xiǎn)區(qū)與非突出危險(xiǎn)區(qū)邊界反推，確定首采泥巖工作面(1)的上風(fēng)巷位置，根據(jù)配套綜采設(shè)備能力確定泥巖工作面(1)的采長，并確定泥巖工作面(1)機(jī)巷位置。不留巖柱，按同樣的長度確定下一區(qū)段泥巖工作面(2)機(jī)巷位置。
3)掘進(jìn)泥巖工作面(1)機(jī)巷、風(fēng)巷和初切眼，泥巖工作面(2)機(jī)巷和初切眼。
4)在被保護(hù)層非突出危險(xiǎn)區(qū)布置煤巷，在煤巷內(nèi)布置順層鉆孔，抽采突出危險(xiǎn)區(qū)瓦斯。
5)在泥巖工作面(1)機(jī)巷和泥巖工作面(2)機(jī)巷施工扇形穿層鉆孔，抽采被保護(hù)層瓦斯。
6)開采泥巖工作面(1)，泥巖工作面(1)沿空留巷，泥巖工作面(1)采用下行Y型通風(fēng)方式，確保泥巖工作面(1)開采期間，穿層鉆孔抽采繼續(xù)抽采瓦斯。
7)按同樣的巷道布置方式，階梯推進(jìn)，利用開采巖石，形成保護(hù)層開采，增加被保護(hù)突出煤層透氣性，利用順層鉆孔抽采被保護(hù)層瓦斯。
被保護(hù)的近距離煤層群開采時(shí)，采取由上而下的開采順序，被保護(hù)層(1)至少開采兩個(gè)區(qū)段后，再開采被保護(hù)層(2)。