一种治理煤矿工作面初采期瓦斯超限的方法

摘要

一种治理煤矿工作面初采期瓦斯超限的方法，包括在回风顺槽外侧布置外错尾巷，回风顺槽与外错尾巷之间留设煤柱，采用走向高抽巷、倾斜高抽巷，辅助倾斜高抽巷相互配合的组合高抽巷瓦斯抽采方法治理煤矿工作面初采期瓦斯超限的问题，在工作面初采期老顶初次破断的时候，组合高抽巷能够有效地将邻近层卸压释放出来的瓦斯拦截抽采出来，为煤矿工作面的安全高效生产提供了保障，其方法简单、效果好。

说明书

技术领域

本发明涉及一种治理煤矿工作面初采期瓦斯超限的方法。尤其适用于煤层群开采条件下初采期瓦斯超限严重的高瓦斯矿井。

背景技术

工作面回采以后，上覆岩层产生移动和变形破坏，上邻近层内的瓦斯将被卸压，根据瓦斯的卸压解吸和运移特征，可将采空区上覆煤岩层划分为导气裂隙带、卸压解吸带和不易解吸带。在工作面初采期阶段，随着老顶初次破断，大量邻近层卸压瓦斯将涌入工作面，造成工作面瓦斯超限。目前有关邻近层瓦斯抽采的技术主要有采空区抽采技术、高位钻孔抽采技术、尾巷抽采技术和高抽巷抽采技术，但这些技术都存在一些不足，如采空区抽采技术、高位钻孔抽采技术、尾巷抽采技术的抽采钻孔的有效抽采半径一般都很小，导致这些技术在抽采瓦斯的时候抽采范围都很小，特别是在初采期时，这些抽采技术的抽采效果非常有限；目前高抽巷瓦斯抽采技术一般是采用单独的走向高抽巷或倾斜高抽巷抽采瓦斯，走向高抽巷或倾斜高抽巷瓦斯抽采技术在工作面进入到正常回采期的时候抽采效果比较理想，但在工作面初采期，由于覆岩裂隙刚刚开始向上发育，覆岩裂隙与高抽巷贯通之前高抽巷抽采不到邻近层卸压释放出来的瓦斯。

发明内容

本发明的目的是克服已有技术中的不足，提供一种方法简单、效果好的治理煤矿工作面初采期瓦斯超限的方法。

　　本发明的治理煤矿工作面初采期瓦斯超限的方法，包括在回风顺槽外侧布置外错尾巷，并在外错尾巷内布置瓦斯抽采管路，并将抽采管路与矿井瓦斯抽采总管路相连接，回风顺槽与外错尾巷之间留设煤柱宽度b为15~20m的保护煤柱，还包括如下步骤：

a．根据矿井地质信息，确定本煤层开采后导气裂隙带的高度，并确定出导气裂隙带内距离本煤层最近的上一煤层的垂直距离h₁和最远的上一煤层的垂直距离h₂，并根据工作面的长度l确定走向高抽巷与回风顺槽的水平距离l₁；

b．在外错尾巷内距离开切眼的8~10m处、靠近回风顺槽的帮上，垂直外错尾巷倾斜角度α向上掘出倾斜高抽巷起坡段，掘进到与本煤层距离最近的上一煤层中为止，然后沿上一煤层倾斜方向水平掘进倾斜高抽巷落平段，倾斜高抽巷落平段的掘进距离为(l₁+b- h₁ctg35)m；

c．在外错尾巷内距离开切眼的100~150m处，靠近回风顺槽的帮上，垂直外错尾巷倾斜角度β向上掘出辅助倾斜高抽巷起坡段，掘进到与本煤层距离最远的上一煤层中为止，然后沿煤层倾斜方向水平掘进辅助倾斜高抽巷落平段，辅助倾斜高抽巷落平段的掘进距离为(l₁+b- h₂ctg45)m；

d．在倾斜高抽巷落平段的掘进头与辅助倾斜高抽巷落平段的掘进头对头掘进贯通，形成走向高抽巷；

e．在辅助倾斜高抽巷起坡段的下端口处布置抽采管路，并和外错尾巷中的抽采管路连接，之后将辅助倾斜高抽巷起坡段和倾斜高抽巷起坡段与外错尾巷相通的端口封闭；

f．当采煤工作面回采时，上一煤层的瓦斯在本煤层的采动影响下，瓦斯通过裂隙进入走向高抽巷，并通过倾斜高抽巷起坡段和辅助倾斜高抽巷起坡段进入到瓦斯抽采总管路。

所述的倾斜角度α为30~35^o；所述的倾斜角度β为40~45^o。 

有益效果：本发明是一种使用组合高抽巷抽采初采期卸压瓦斯，防治初采期工作面瓦斯超限的方法，采用走向高抽巷、倾斜高抽巷，辅助倾斜高抽巷相互配合的组合高抽巷瓦斯抽采方法治理煤矿工作面初采期瓦斯超限的问题，在采煤工作面初采期老顶初次破断时，组合高抽巷有效地将邻近层卸压瓦斯抽采出来，避免了邻近层瓦斯大量涌入采煤工作面造成工作面瓦斯超限，为矿井的安全生产提高了保障。

附图说明

图1是本发明的倾斜高抽巷布置平面示意图。

图2是本发明的倾斜高抽巷布置Ⅰ—Ⅰ剖面示意图。

图3是本发明的倾斜高抽巷布置Ⅱ—Ⅱ剖面示意图。

图4是本发明的倾斜高抽巷布置Ⅲ—Ⅲ剖面示意图。

图中：1－外错尾巷，2－回风顺槽，3－倾斜高抽巷起坡段，4－倾斜高抽巷落平段，5－走向高抽巷，6－辅助倾斜高抽巷起坡段，7－辅助倾斜高抽巷落平段，8－开切眼，9－进风顺槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：

本发明的治理煤矿工作面初采期瓦斯超限的方法：首先在回风顺槽2外侧布置外错尾巷1，并在外错尾巷1内布置瓦斯抽采管路，并将抽采管路与矿井瓦斯抽采总管路相连接，回风顺槽2与外错尾巷1之间留设煤柱宽度b为15~20m的保护煤柱；然后根据矿井地质信息，确定本煤层开采后导气裂隙带的高度，并确定出导气裂隙带内距离本煤层最近的上一煤层的垂直距离h₁和最远的上一煤层的垂直距离h₂；根据工作面的长度l确定走向高抽巷5与回风顺槽2的水平距离l₁；在外错尾巷1内距离开切眼8的8~10m处、靠近回风顺槽2的帮上，垂直倾斜角度α向上掘出倾斜高抽巷起坡段3，倾斜角度α为30~35^o，掘进到与本煤层距离最近的上一煤层中为止，然后沿上一煤层倾斜方向水平掘进倾斜高抽巷落平段4，倾斜高抽巷落平段4的掘进距离为(l₁+b- h₁ctg35)m；再在外错尾巷1内距离开切眼８的100~150m处，靠近回风顺槽2的帮上，垂直倾斜角度β为40~45^o向上掘出辅助倾斜高抽巷起坡段6，倾斜角度β为40~45^o，掘进到与本煤层距离最远的上一煤层中为止，然后沿煤层倾斜方向水平掘进辅助倾斜高抽巷落平段7，辅助倾斜高抽巷落平段7的掘进距离为(l₁+b- h₂ctg45)m；然后在倾斜高抽巷落平段4的掘进头与辅助倾斜高抽巷落平段7的掘进头对头掘进贯通，形成走向高抽巷5；再在辅助倾斜高抽巷起坡段6的下端口处布置抽采管路，并和外错尾巷1中的抽采管路连接，之后将辅助倾斜高抽巷起坡段6和倾斜高抽巷起坡段3与外错尾巷1相通的端口封闭；当采煤工作面回采时，上一煤层的瓦斯在本煤层的采动影响下，瓦斯通过裂隙进入走向高抽巷5，并通过倾斜高抽巷起坡段3和辅助倾斜高抽巷起坡段6进入到瓦斯抽采总管路。

以阳煤集团开元煤矿9801工作面为例：

1.首先根据开元煤矿9801工作面实际情况布置采煤工作面及生产系统，其工作面的长度l为180m；

2．在回风顺槽2外侧布置外错尾巷1，并在外错尾巷1内布置瓦斯抽采管路，并将抽采管路与矿井瓦斯抽采总管路相连接，回风顺槽2与外错尾巷之间留设保护煤柱，煤柱宽度b为20m；

3．根据矿井地质资料，按照矿井经验确定煤层开采后导气裂隙带高度为90m，并通过综合柱状图确定出导气裂隙带内的煤层有3#、4#、5#、6#，其中6#煤距离开采煤层9#煤层距离最近，距离为17m；3#煤层距离开采煤层距离最远，距离为43m，根据9801工作面的实际情况，走向高抽巷距离回风顺槽2的距离为60m；

4．在外错尾巷1内距离开切眼8的8~10m处，在靠近回风顺槽2的一帮上，垂直外错尾巷1倾斜角度α向上掘出倾斜高抽巷起坡段3，倾斜角度α为35^o，掘进到导气裂隙带中距离开采煤层最近的9#煤层中为止，然后沿上一煤层倾斜方向水平掘进倾斜高抽巷落平段4，倾斜高抽巷落平段4掘进距离由公式(l₁+b- h₁ctg35)m得出为56m；

5．再在外错尾巷1内距离开切眼8的100~150m处，在靠近回风顺槽2的一帮上，垂直外错尾巷1倾斜角度β向上掘出辅助倾斜高抽巷起坡段6，倾斜角度β为45^o，掘进到导气裂隙带中与开采煤层距离最远的3#煤层中为止，然后沿煤层倾斜方向水平掘进辅助倾斜高抽巷落平段7，辅助倾斜高抽巷落平段7的掘进距离由公式(l₁+b- h₂ctg45)m得出为37m；

6．将倾斜高抽巷落平段4掘进头与辅助倾斜高抽巷落平段7掘进头对头掘进，直到贯通为止，形成走向高抽巷5；

7．在辅助倾斜高抽巷起坡段6的下端口处布置抽采管路，并和外错尾巷1中的抽采管路连接，之后将辅助倾斜高抽巷起坡段6和倾斜高抽巷起坡段3与外错尾巷1相通的端口封闭；

8．当采煤工作面回采时，上一煤层的瓦斯在本煤层的采动影响下，瓦斯通过裂隙进入走向高抽巷5，并通过倾斜高抽巷起坡段3和辅助倾斜高抽巷起坡段6进入到瓦斯抽采总管路。