專利名稱：一種在巷道上利用偽巖石層揭穿突出煤層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在巷道上利用偽巖石層揭穿突出煤層的方法。
背景技術(shù)：
煤與瓦斯突出的機(jī)理主要是煤層內(nèi)含有高壓瓦斯氣體，并封存地下實(shí)體內(nèi)，在掘 進(jìn)時(shí)掘進(jìn)巷道為高壓瓦斯提供一個(gè)自由釋放空間，高速釋放高壓瓦斯時(shí)攜帶出大量煤巖和 有毒氣體(瓦斯)。從理學(xué)角度解釋，就是掘進(jìn)巷道和煤層周圍巖石比較強(qiáng)度不足，為煤層 中含有的高壓瓦斯氣體釋放提供自由面，提供釋放空間。由于高瓦斯突出礦井煤層的瓦斯含量大、瓦斯壓力大，因此在揭煤時(shí)存在突出隱 患。使得礦井巷道布置回避揭煤、穿煤，束縛礦井的巷道布置。同時(shí)揭煤、穿煤效率過(guò)低，施 工周期長(zhǎng)，大部時(shí)間都用在打鉆和瓦斯抽放上，嚴(yán)重影響了礦井正常生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種在巷道上利用偽巖石層揭穿突出 煤層的方法。本發(fā)明提供的一種在巷道上利用偽巖石層揭穿突出煤層的方法包括a.在達(dá)到 至待挖掘煤層預(yù)定距離時(shí)，在巷道兩側(cè)打耳巷；b.在垂直所述耳巷洞口的平面上打三圈鉆 孔，在從耳巷中心向外的方向上，所述三圈鉆孔分別是內(nèi)層孔、中層孔、外層孔；C.對(duì)所述 三層孔中的至少一層進(jìn)行震動(dòng)爆破預(yù)裂，以使震動(dòng)爆破預(yù)裂后的相應(yīng)層孔之間的裂隙相互 貫通；d.對(duì)中層孔注漿，以使中層孔形成偽巖石層；e.將內(nèi)層孔和外層孔分別與抽放裝置 連接。優(yōu)選地，所述預(yù)定距離為8-15米。優(yōu)選地，步驟c是對(duì)所述內(nèi)層孔和外層孔進(jìn)行震動(dòng)爆破預(yù)裂。優(yōu)選地，所述步驟c是對(duì)內(nèi)層孔、中層孔、外層孔均進(jìn)行震動(dòng)爆破預(yù)裂。優(yōu)選地，所述步驟c是對(duì)內(nèi)層孔和中層孔進(jìn)行震動(dòng)爆破預(yù)裂。優(yōu)選地，所述步驟c是對(duì)外層孔進(jìn)行震動(dòng)爆破預(yù)裂。優(yōu)選地，在步驟d中，對(duì)中層孔注入水泥漿和固化劑。優(yōu)選地，在中層孔內(nèi)預(yù)留篩孔鋼管或鋼筋骨架。優(yōu)選地，在偽巖石層和外層孔形成后，檢測(cè)內(nèi)孔瓦斯壓力是否出于預(yù)定壓力值范圍。本發(fā)明的偽巖揭穿突出煤層的方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中施工周期長(zhǎng)、安全性差的 問(wèn)題。適用于高瓦斯突出礦井揭穿煤層施工和過(guò)含水層、破碎帶施工工程。


圖1是本發(fā)明所示掘進(jìn)巷道橫截面示意圖；圖2是本發(fā)明中在巷道上利用偽巖石層揭穿突出煤層的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合圖1和圖2，本發(fā)明提供的在巷道上利用偽巖石層揭穿突出煤層的方法包括 以下步驟步驟201，在達(dá)到至待挖掘煤層預(yù)定距離時(shí)，在巷道兩側(cè)打耳巷101，耳巷如圖1所 示。優(yōu)選地，所述預(yù)定距離為8-15米。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述預(yù)定距離為10米。步驟202，在垂直所述耳巷洞口的平面上打三圈鉆孔，在從耳巷中心向外的方向 上，所述三圈鉆孔分別是內(nèi)層孔102、中層孔103、外層孔104。每圈孔的密度、數(shù)量和尺寸可 以根據(jù)具體施工應(yīng)用情況進(jìn)行設(shè)定和調(diào)整。內(nèi)層孔102主要用于震動(dòng)爆破和瓦斯涌出量的 監(jiān)測(cè)；中層孔103主要用于注漿形成隔離墻，以便保護(hù)掘進(jìn)安全；外層孔104主要用于震動(dòng) 爆破和瓦斯長(zhǎng)期抽放。步驟203，對(duì)所述三層孔中的至少一層進(jìn)行震動(dòng)爆破預(yù)裂，以增加煤巖裂隙，并使 震動(dòng)爆破預(yù)裂后的相應(yīng)層孔之間的裂隙相互貫通。步驟204，對(duì)中層孔注漿，以使中層孔形成偽巖石層。為了不給高壓瓦斯提供釋放 自由面和釋放空間，通過(guò)人工向煤層注漿制造偽巖石隔離墻，通過(guò)人工方法將欲揭露的煤 層局部強(qiáng)度增加，使施工的局部煤層強(qiáng)度大于等于周圍煤層強(qiáng)度，沒(méi)有釋放自由面。向欲掘 進(jìn)的煤層內(nèi)注入水泥漿或其他化學(xué)加固化劑(例如聚亞胺膠脂材料)，使局部煤層變成偽 巖石層110，還可以在局部偽巖石層110內(nèi)加工石門。中層孔布置在外層孔震動(dòng)爆破裂隙擴(kuò) 散范圍內(nèi)，優(yōu)選地，在中層孔內(nèi)預(yù)留篩孔鋼管或鋼筋骨架。通過(guò)壓力差效應(yīng)，使注漿快速、充 分，使掘進(jìn)巷道在鋼筋混凝土偽巖石內(nèi)。優(yōu)選地，在偽巖石層和外層孔形成后測(cè)量?jī)?nèi)孔瓦斯 壓力是否出于預(yù)定壓力值范圍，即是否達(dá)到放突要求。例如，內(nèi)孔巷道瓦斯壓力小于0. 4Mp， 則符合煤礦防突要求。步驟205，將內(nèi)層孔和外層孔分別與抽放裝置連接。其中，從內(nèi)層孔中抽放低壓瓦 斯氣體；從外層孔中抽放高壓瓦斯氣體。通過(guò)抽放低壓和高壓瓦斯氣體，從而加快瓦斯釋放 速度(抽放速度)和注漿加固效果；以便快速掘進(jìn)通過(guò)煤層。所述抽放裝置可以由各種適 合的泵類裝置實(shí)現(xiàn)，根據(jù)抽放壓力的不同，可以分為高壓抽放裝置和低壓抽放裝置。根據(jù)上面的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，有以下幾種優(yōu)選實(shí)施方式來(lái)實(shí)現(xiàn)本 發(fā)明的技術(shù)方案在第一種具體實(shí)施方式
中在欲掘巷道周圍施工，進(jìn)行三層鉆孔，即內(nèi)層孔、中層 孔、外層孔。先進(jìn)行內(nèi)層孔和外層孔實(shí)施震動(dòng)爆破欲裂的施工，在此過(guò)程中，調(diào)整內(nèi)層孔和 外層孔中各孔的孔距和裝藥量，以使震動(dòng)爆破的裂隙與中層孔貫通；然后將內(nèi)層孔和外層 孔分別與抽放裝置連接，形成負(fù)壓瓦斯抽放系統(tǒng)。內(nèi)層孔可以作為欲挖掘巷道的短期小范 圍瓦斯抽放孔和觀測(cè)孔，外層孔可以作為長(zhǎng)期巷道外圍瓦斯抽放孔，在掘進(jìn)時(shí)形成外圍瓦 斯抽放減壓漏斗保護(hù)層。在中層孔中預(yù)留篩孔鋼管或鋼筋骨架，以形成正高壓注漿系統(tǒng)，在 各層孔的壓力差作用下，對(duì)中層孔充分完全的注漿，從而形成一層高強(qiáng)度偽巖石層。在第二種具體實(shí)施方式
中在欲掘巷道周圍施工，進(jìn)行三層鉆孔，即內(nèi)層孔、中層 孔、外層孔。先對(duì)內(nèi)層孔、中層孔和外層孔實(shí)施震動(dòng)爆破欲裂，在此過(guò)程中，調(diào)整各層孔的孔 距和裝藥量，以使震動(dòng)爆破的裂隙相互貫通；然后將內(nèi)層孔和外層孔分別與抽放裝置連接， 形成負(fù)壓瓦斯抽放系統(tǒng)。內(nèi)層孔可以作為欲掘巷道短期小范圍瓦斯抽放孔和觀測(cè)孔，外層孔可以作為長(zhǎng)期巷道外圍瓦斯抽放孔，在掘進(jìn)時(shí)形成外圍瓦斯抽放減壓漏斗保護(hù)層。在中 層孔中預(yù)留篩孔鋼管或鋼筋骨架，以形成正高壓注漿系統(tǒng)，在各層孔的壓力差作用下，對(duì)中 層孔充分完全的注漿，從而形成一層高強(qiáng)度偽巖石層。在第三種具體實(shí)施方式
中在欲掘巷道周圍施工，進(jìn)行三層鉆孔，即內(nèi)層孔、中層 孔、外層孔。先對(duì)內(nèi)層孔和中層孔實(shí)施震動(dòng)爆破欲裂施工，在此過(guò)程中，調(diào)整內(nèi)層孔和中層 孔中各孔的孔距和裝藥量，以使震動(dòng)爆破的裂隙與外層孔貫通；然后將內(nèi)層孔和外層孔分 別與抽放裝置連接，以形成負(fù)壓瓦斯抽放系統(tǒng)。內(nèi)層孔可以作為欲掘巷道短期小范圍瓦斯 抽放孔和觀測(cè)孔，外層孔可以作為長(zhǎng)期巷道外圍瓦斯抽放孔，在掘進(jìn)時(shí)形成外圍瓦斯抽放 減壓漏斗保護(hù)層。在中層孔中預(yù)留篩孔鋼管或鋼筋骨架，以形成正高壓水泥注漿系統(tǒng)，在各 層孔的壓力差作用下，對(duì)中層孔充分完全的注漿，從而形成一層高強(qiáng)度偽巖石層。在第四種具體實(shí)施方式
中在欲掘巷道周圍施工，進(jìn)行三層鉆孔，即內(nèi)層孔、中層 孔、外層孔。先對(duì)外層孔實(shí)施震動(dòng)爆破欲裂施工，在此過(guò)程中，調(diào)整外層孔中各孔的孔距和 裝藥量，以使震動(dòng)爆破的裂隙與中層孔貫通；然后將內(nèi)層孔和外層孔分別與抽放裝置連接， 以形成負(fù)壓瓦斯抽放系統(tǒng)。內(nèi)層孔可以作為欲掘巷道短期小范圍瓦斯抽放孔和觀測(cè)孔，外 層孔可以作為長(zhǎng)期巷道外圍瓦斯抽放孔，在掘進(jìn)時(shí)形成外圍瓦斯抽放減壓漏斗保護(hù)層。在 中層孔中預(yù)留篩孔鋼管或鋼筋骨架，以形成正高壓水泥注漿系統(tǒng)，在各層孔的壓力差作用 下，對(duì)中層孔充分完全的注漿，從而形成一層高強(qiáng)度偽巖石層。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，盡管本發(fā)明是通過(guò)上述的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述的，但 是其實(shí)現(xiàn)形式并不局限于上述的實(shí)施方式。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到在不脫離本發(fā)明主旨的情況下，本 領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明做出不同的變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種在巷道上利用偽巖石層揭穿突出煤層的方法，其特征在于，所述方法包括a.在達(dá)到至待挖掘煤層預(yù)定距離時(shí)，在巷道兩側(cè)打耳巷；b.在垂直所述耳巷洞口的平面上打三圈鉆孔，在從耳巷中心向外的方向上，所述三圈 鉆孔分別是內(nèi)層孔、中層孔、外層孔；c.對(duì)所述三層孔中的至少一層進(jìn)行震動(dòng)爆破預(yù)裂，以使震動(dòng)爆破預(yù)裂后的相應(yīng)層孔之 間的裂隙相互貫通；d.對(duì)中層孔注漿，以使中層孔形成偽巖石層；e.將內(nèi)層孔和外層孔分別與抽放裝置連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定距離為8-15米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟c是對(duì)所述內(nèi)層孔和外層孔進(jìn)行震動(dòng)爆破預(yù)裂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟c是對(duì)內(nèi)層孔、中層孔、外層孔 均進(jìn)行震動(dòng)爆破預(yù)裂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟c是對(duì)內(nèi)層孔和中層孔進(jìn)行震 動(dòng)爆破預(yù)裂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟c是對(duì)外層孔進(jìn)行震動(dòng)爆破預(yù)m農(nóng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟d中，對(duì)中層孔注入水泥漿和固化劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在中層孔內(nèi)預(yù)留篩孔鋼管或鋼筋骨架。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在偽巖石層和外層孔形成后，檢測(cè)內(nèi)孔瓦 斯壓力是否出于預(yù)定壓力值范圍。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)的一種在巷道上利用偽巖石層揭穿突出煤層的方法包括在達(dá)到至待挖掘煤層預(yù)定距離時(shí)，在巷道兩側(cè)打耳巷；在垂直所述耳巷洞口的平面上打三圈鉆孔，在從耳巷中心向外的方向上，所述三圈鉆孔分別是內(nèi)層孔、中層孔、外層孔；對(duì)所述三層孔中的至少一層進(jìn)行震動(dòng)爆破預(yù)裂，以使震動(dòng)爆破預(yù)裂后的相應(yīng)層孔之間的裂隙相互貫通；對(duì)中層孔注漿，以使中層孔形成偽巖石層；將內(nèi)層孔和外層孔分別與抽放裝置連接。采用本發(fā)明，解決了現(xiàn)有技術(shù)中施工周期長(zhǎng)、安全性差的問(wèn)題。
文檔編號(hào)E21B7/04GK102121394SQ20101060843
公開(kāi)日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者韓雪峰 申請(qǐng)人:神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司, 神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司烏蘭煤礦, 神華集團(tuán)有限責(zé)任公司