專利名稱：鉆孔連通淘煤排氣防止煤與瓦斯突出方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采礦業(yè)的安防技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及巷道或井筒揭煤過程中利用鉆孔 連通淘煤排氣以防止煤與瓦斯突出的方法。
背景技術(shù)：
煤與瓦斯突出是主要的礦井災(zāi)害之一。如果發(fā)生這種災(zāi)害事故，就會造成大量的 煤與瓦斯拋向巷道，推倒設(shè)備和支架，形成煤流埋人，使人窒息等事故。由于瓦斯具有爆炸 性和可燃性，一旦遇上火源，又會導(dǎo)致瓦斯爆炸和燃燒事故，危及整個礦井的生產(chǎn)和工人的 生命安全。這一災(zāi)害在我國尤為突出，大約占全世界災(zāi)害總數(shù)的1/3以上。在各類突出事 故中，石門揭煤時發(fā)生突出的幾率最高，突出強(qiáng)度也最大。目前用于石門防突的有效措施有 超前鉆孔、松動爆破、水力沖孔、煤層注水等，以上各種防突技術(shù)措施中，有的實施時間長， 有的實施起來比較困難，一般均需要占用大量井下作業(yè)空間和作業(yè)時間。

發(fā)明內(nèi)容
針對以上現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種降低突出總能量且提高煤巖體 強(qiáng)度的綜合揭煤防突方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的鉆孔連通淘煤排氣防止煤與瓦斯突出方法，所述方法依次包括以下步驟1)揭煤前，在對應(yīng)于巷道或井筒揭煤的位置，從地面施工若干個鉆孔，鉆孔深度要 穿過所揭煤層，達(dá)到煤層底板；2)擴(kuò)大鉆孔孔徑使煤層垮落，實現(xiàn)鉆孔間的連通，同時排出煤粉，在煤層中形成空 腔；3)降低鉆孔中壓力，釋放煤層內(nèi)瓦斯；4)通過鉆孔將水泥砂漿灌入孔底，充填煤體空腔。所述步驟2中擴(kuò)大鉆孔孔徑使煤層垮落的方法為采用鉆孔高壓水力沖洗或配合 鉆孔孔中爆破的方法使單個鉆孔周圍的煤層垮落。步驟2中用以連通鉆孔的方法為對其中一個鉆孔進(jìn)行高壓水力沖洗，同時降低其 余鉆孔的孔中水壓，在鉆孔間形成壓力差，使相鄰鉆孔之間的煤層得到更有效的壓裂、破 碎，使煤層進(jìn)一步垮落，鉆孔孔徑擴(kuò)大實現(xiàn)鉆孔間的連通。所述步驟3中采用潛水泵或注氣法，降低鉆孔沖洗液高度，從而降低鉆孔中壓力。適用所述方法之后的巷道掘進(jìn)或井筒開挖主要在步驟4的水泥砂漿固結(jié)體中進(jìn) 行。本發(fā)明的原理為空腔內(nèi)原有的煤體排出后，巷道附近的煤巖體集聚的彈性能得到了釋放。瓦斯壓 力降低后，減小了煤層突出的瓦斯膨脹能。高壓水進(jìn)入空腔周圍煤巖層的內(nèi)部裂隙，使原始 煤巖體濕潤，增加煤巖體可塑性，減少煤巖體內(nèi)部應(yīng)力集中。水泥砂漿的強(qiáng)度高于煤體，當(dāng)煤體被水泥砂漿置換后，整個煤巖體的強(qiáng)度得到了提高。而煤體被水泥砂漿置換后形成的 固結(jié)體，更適于巷道掘進(jìn)或井筒開挖，確保了此后施工的安全性。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明是通過降低突出總能量和提高煤巖體強(qiáng)度的綜合防突方法，提高了揭煤的 安全性。同時，本發(fā)明提供的揭煤防突方法是在地面施工，因此克服了其他揭煤防突措施需 要占用大量井下作業(yè)空間和作業(yè)時間的缺點，將工作地點轉(zhuǎn)移至地面，提高了作業(yè)的安全 性。


圖1為本發(fā)明的原理示意圖。圖中1為鉆孔；2為煤層；3為空腔；4為地面；5為巷道。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明提供了一種鉆孔連通淘煤排氣防止煤與瓦斯突出方法，依次包括以下步 驟1)揭煤前，在對應(yīng)于巷道5或井筒揭煤的位置，從地面4施工若干個鉆孔1，鉆孔 1深度要穿過所要揭穿的煤層2，達(dá)到煤層底板；2)采用鉆孔1高壓水力沖洗的方法或配合鉆孔孔中爆破方法使單個鉆孔1周圍的 煤層垮落，達(dá)到擴(kuò)大鉆孔孔徑的目的，垮落的煤粉通過鉆孔沖洗液排出至地面；3)當(dāng)對一個鉆孔進(jìn)行高壓水力沖洗時，把其余鉆孔的孔中水壓降低，在鉆孔間形 成高的壓力差，使相鄰鉆孔之間的煤層得到更有效的壓裂、破碎，使煤層進(jìn)一步垮落，鉆孔 孔徑擴(kuò)大實現(xiàn)鉆孔間連通成空腔3 ；4)根據(jù)實際情況，變換注水鉆孔，按步驟3對鉆孔1進(jìn)行反復(fù)沖洗，在煤體中形成 大的空腔3 ；5)在形成空腔3后，通過潛水泵或采用注氣法，降低鉆孔1中沖洗液高度，降低鉆 孔1中壓力，使得煤層2中瓦斯得到有效釋放，以降低煤層2中的瓦斯壓力；6)在降低煤層瓦斯壓力后，將水泥砂漿通過鉆孔1灌入孔底，充填煤層中的空腔 3 ；7)巷道掘進(jìn)或井筒開挖主要在水泥砂漿固結(jié)體中進(jìn)行。本發(fā)明提供的揭煤防突方法是在地面4施工，因此克服了其他揭煤防突措施需要 占用大量井下作業(yè)空間和作業(yè)時間的缺點，將工作地點轉(zhuǎn)移至地面4，提高了作業(yè)的安全 性。而且，本發(fā)明將空腔3內(nèi)原有的煤體排出后，巷道附近的巖體集聚的彈性能得到 了釋放。瓦斯壓力降低后，減小了煤層2突出的瓦斯膨脹能。高壓水進(jìn)入空腔3周圍煤巖 層的內(nèi)部裂隙，使原始煤巖體濕潤，增加煤巖體可塑性，減少煤巖體內(nèi)部應(yīng)力集中。水泥砂 漿的強(qiáng)度高于煤體，當(dāng)煤體被水泥砂漿置換后，整個煤巖體的強(qiáng)度得到了提高。而煤體被水 泥砂漿置換后形成的固結(jié)體，更適于巷道掘進(jìn)或井筒開挖，確保了此后施工的安全性?？傊?，本發(fā)明確實能夠通過降低突出總能量和提高煤巖體強(qiáng)度的綜合防突方法，
4提高了揭煤的安全性。
權(quán)利要求
鉆孔連通淘煤排氣防止煤與瓦斯突出方法，其特征在于所述方法依次包括以下步驟1)揭煤前，在對應(yīng)于巷道或井筒揭煤的位置，從地面施工若干個鉆孔，鉆孔深度要穿過所揭煤層，達(dá)到煤層底板；2)擴(kuò)大鉆孔孔徑使煤層垮落，實現(xiàn)鉆孔間的連通，同時排出煤粉，在煤層中形成空腔；3)降低鉆孔中壓力，釋放煤層內(nèi)瓦斯；4)通過鉆孔將水泥砂漿灌入孔底，充填煤體空腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止煤與瓦斯突出方法，其特征在于所述步驟2中擴(kuò)大鉆孔 孔徑使煤層垮落的方法為采用鉆孔高壓水力沖洗或配合鉆孔孔中爆破的方法使單個鉆孔 周圍的煤層垮落。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止煤與瓦斯突出方法，其特征在于所述步驟2中用以連通 鉆孔的方法為對其中一個鉆孔進(jìn)行高壓水力沖洗，同時降低其余鉆孔的孔中水壓，在鉆孔 間形成壓力差，使相鄰鉆孔之間的煤層得到更有效的壓裂、破碎，使煤層進(jìn)一步垮落，鉆孔 孔徑擴(kuò)大實現(xiàn)鉆孔間的連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止煤與瓦斯突出方法，其特征在于所述步驟3中采用潛水 泵或注氣法，降低鉆孔沖洗液高度，從而降低鉆孔中壓力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止煤與瓦斯突出方法，其特征在于適用所述方法之后的巷 道掘進(jìn)或井筒開挖主要在步驟4的水泥砂漿固結(jié)體中進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明提供一種降低突出總能量且提高煤巖體強(qiáng)度的綜合揭煤防突方法，通過在地面對煤層鉆孔并擴(kuò)大孔徑使煤層垮落，排出煤粉，從而實鉆孔間的連通，在煤層間形成空腔；降低鉆孔中液柱壓力，達(dá)到釋放煤層內(nèi)瓦斯的目的；在空腔中注入水泥砂漿，形成水泥砂漿固結(jié)體。本發(fā)明是通過降低突出總能量和提高煤巖體強(qiáng)度的綜合防突方法，提高了揭煤的安全性。同時，本發(fā)明提供的揭煤防突方法是在地面施工，因此克服了其他揭煤防突措施需要占用大量井下作業(yè)空間和作業(yè)時間的缺點，將工作地點轉(zhuǎn)移至地面，提高了作業(yè)的安全性。
文檔編號E21F7/00GK101979835SQ20101029358
公開日2011年2月23日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者余大有, 吳松貴, 孫家應(yīng) 申請人:安徽省煤田地質(zhì)局第一勘探隊