一種組合式石門揭煤方法
【專利摘要】一種組合式石門揭煤方法，尤其適用于煤礦井下突出危險(xiǎn)煤層的快速石門揭煤。當(dāng)石門掘進(jìn)至與煤層垂距10m時(shí)，在石門迎頭施工鉆場(chǎng)，由鉆場(chǎng)內(nèi)向煤層施工鉆孔，鉆孔按割縫鉆孔和普通鉆孔間隔排列，割縫鉆孔和普通鉆孔的組合布置實(shí)現(xiàn)了煤體的均勻卸壓增透。鉆孔施工完成后連管抽采，降低煤層中的瓦斯含量和瓦斯?jié)撃堋Ｍ咚钩椴蛇_(dá)標(biāo)后，將割縫鉆孔作為注漿鉆孔，向煤體內(nèi)注入水泥砂漿強(qiáng)化煤體，實(shí)現(xiàn)割縫卸壓與加固強(qiáng)化的組合。本發(fā)明在確保安全揭煤的條件下，能減少30%～40%的消突工程量，顯著縮短瓦斯抽采時(shí)間和揭煤周期，安全揭煤速度提高40%～50%。
【專利說(shuō)明】一種組合式石門揭煤方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種組合式石門揭煤方法，尤其是一種適用于煤礦井下突出危險(xiǎn)煤層的安全快速揭煤方法。
【背景技術(shù)】
[0002]煤與瓦斯突出(以下簡(jiǎn)稱突出)是煤礦井下含瓦斯煤體在極短時(shí)間內(nèi)突然拋向采掘空間的一種動(dòng)力現(xiàn)象，是煤礦生產(chǎn)中最嚴(yán)重的災(zāi)害之一，強(qiáng)度大、危險(xiǎn)性高的突出往往發(fā)生在石門揭煤過(guò)程中。目前普遍認(rèn)為突出是地應(yīng)力、瓦斯壓力和煤巖強(qiáng)度綜合作用的結(jié)果，國(guó)內(nèi)外學(xué)者從突出機(jī)理出發(fā)，提出諸多石門揭煤防突方法:在煤層卸壓增透方面主要有水力沖孔、松動(dòng)爆破和水力割縫等措施，在煤體加固方面主要有金屬骨架和注漿加固等措施，這些措施在防突工作中取得了一定成效，但也存在很大的局限性。水力割縫等措施能有效卸除地應(yīng)力和瓦斯壓力，但同時(shí)破壞了煤體完整性，煤巖整體強(qiáng)度降低；注漿加固能有效提高煤體強(qiáng)度，但水泥砂漿只能在裂隙中擴(kuò)散，裂隙開(kāi)度小，擴(kuò)散半徑有限，并且沿程阻力大，注漿壓力高(>10MPa)，增大了封孔難度和作業(yè)危險(xiǎn)。因此，迫切需要提供一種石門揭煤方法，旨在實(shí)現(xiàn)卸壓增透與加固強(qiáng)化的組合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]技術(shù)問(wèn)題:本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中的不足，提供一種石門揭煤方法，通過(guò)害_鉆孔與普通鉆孔的組合布置，增大了鉆孔有效影響范圍，從而實(shí)現(xiàn)了煤層均勻卸壓增透，顯著縮短了瓦斯預(yù)抽時(shí)間。
[0004]技術(shù)方案:本發(fā)明的組合式石門揭煤方法，包括如下步驟:
[0005]a、當(dāng)石門掘進(jìn)至與煤層垂距IOm時(shí)，在石門迎頭施工鉆場(chǎng)；
[0006]b、由鉆場(chǎng)內(nèi)向煤層交替施工構(gòu)成網(wǎng)狀的多個(gè)鉆孔，鉆孔邊界L控制在進(jìn)入煤層石門5輪廓線外12m的范圍之內(nèi)，多個(gè)鉆孔按割縫鉆孔和普通鉆孔間隔距離a排列；
[0007]C、割縫鉆孔與普通鉆孔施工完成后，安裝封孔管并進(jìn)行封孔，然后將封孔管連接到瓦斯抽采管網(wǎng)，對(duì)煤層內(nèi)的瓦斯進(jìn)行預(yù)抽；
[0008]d、瓦斯抽采達(dá)標(biāo)后，將割縫鉆孔作為注漿鉆孔，向煤層內(nèi)注入水泥砂漿強(qiáng)化煤體，實(shí)現(xiàn)割縫卸壓與加固強(qiáng)化的組合；
[0009]e、待水泥砂漿凝固后，石門繼續(xù)掘進(jìn)，并穿過(guò)煤層進(jìn)入頂板2m，完成揭煤工作。
[0010]所述割縫鉆孔的直徑為94mm，普通鉆孔的直徑為75mm ;所述割縫鉆孔的封孔管采用直徑為I寸的無(wú)縫鋼管；所述距離a為4?4.5m。
[0011]有益效果:本發(fā)明通過(guò)割縫鉆孔與普通鉆孔的組合布置，增大了鉆孔有效影響范圍，實(shí)現(xiàn)了煤層均勻卸壓增透，顯著縮短了瓦斯預(yù)抽時(shí)間。通過(guò)向割縫鉆孔內(nèi)注入水泥砂漿強(qiáng)化煤體，實(shí)現(xiàn)了割縫卸壓與加固強(qiáng)化的組合，從降低地應(yīng)力和瓦斯壓力、提高煤體強(qiáng)度三方面綜合考慮，全面消除了石門揭煤突出危險(xiǎn)性。使用該方法，能有效減少30%?40%的消突工程量，安全揭煤速度提高40%?50%，具有廣泛實(shí)用性?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明的一種組合式石門揭煤方法的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是圖1的A-A剖面圖。
[0014]圖3是圖2的B-B剖面圖。
[0015]圖中:1-煤層，2-普通鉆孔，3-割縫鉆孔，4-鉆場(chǎng)，5-石門。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖中的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:
[0017]如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明的一種組合式石門揭煤方法，包括如下步驟:石門5按照常規(guī)方法實(shí)施邊探邊掘，根據(jù)施工的地質(zhì)孔資料探清煤層方位、傾角和厚度等參數(shù)，為石門揭煤工作奠定基礎(chǔ)；當(dāng)石門5迎頭與煤層I垂距為IOm時(shí)，停止掘進(jìn)，在石門5迎頭施工鉆場(chǎng)4，鉆場(chǎng)4尺寸視鉆機(jī)型號(hào)而定，當(dāng)鉆場(chǎng)4施工完成后，將鉆機(jī)調(diào)運(yùn)至鉆場(chǎng)4，按照?qǐng)D3所示，由鉆場(chǎng)4內(nèi)向煤層I交替施工構(gòu)成網(wǎng)狀的多個(gè)鉆孔。鉆孔邊界L控制在進(jìn)入煤層石門5輪廓線外12m的范圍之內(nèi)，多個(gè)鉆孔按割縫鉆孔3和普通鉆孔2間隔距離a為4?
4.5m排列，割縫鉆孔3施工完成后進(jìn)行割縫作業(yè)，所述割縫鉆孔3的直徑為94mm，普通鉆孔2的直徑為75mm ;鉆孔施工完成后，安裝封孔管并進(jìn)行封孔，為保證后期順利注漿，割縫鉆孔3的封孔管統(tǒng)一采用直徑為I寸的無(wú)縫鋼管，封孔后將割縫鉆孔3和普通鉆孔2的封孔管連接到瓦斯抽采管網(wǎng)，對(duì)煤層I中的瓦斯進(jìn)行預(yù)抽。當(dāng)瓦斯抽采達(dá)標(biāo)后，將割縫鉆孔3作為注漿鉆孔，拆除割縫鉆孔3的抽采管路，通過(guò)割縫鉆孔3的封孔管向煤層I內(nèi)注入水泥砂漿強(qiáng)化煤體，水泥砂漿沿割縫形成的孔洞擴(kuò)散直至充滿孔洞，待注漿壓力突然升高且沒(méi)有明顯的降低趨勢(shì)時(shí)停止注漿，實(shí)現(xiàn)割縫卸壓與加固強(qiáng)化的組合；當(dāng)水泥砂漿凝固后，石門5繼續(xù)掘進(jìn)，并穿過(guò)煤層I進(jìn)入頂板2m，完成揭煤工作。
【權(quán)利要求】
1.一種組合式石門揭煤方法，其特征在于，包括如下步驟: a、當(dāng)石門(5)掘進(jìn)至與煤層(I)垂距IOm時(shí)，在石門(5 )迎頭施工鉆場(chǎng)(4); b、由鉆場(chǎng)(4)內(nèi)向煤層(I)交替施工構(gòu)成網(wǎng)狀的多個(gè)鉆孔，鉆孔邊界(L)控制在進(jìn)入煤層石門5輪廓線外12m的范圍之內(nèi)，多個(gè)鉆孔按割縫鉆孔(3)和普通鉆孔(2)間隔距離a排列； C、割縫鉆孔(3)與普通鉆孔(2)施工完成后，安裝封孔管并進(jìn)行封孔，然后將封孔管連接到瓦斯抽采管網(wǎng)，對(duì)煤層(I)內(nèi)的瓦斯進(jìn)行預(yù)抽； d、瓦斯抽采達(dá)標(biāo)后，將割縫鉆孔(3)作為注漿鉆孔，向煤層(I)內(nèi)注入水泥砂漿強(qiáng)化煤體，實(shí)現(xiàn)割縫卸壓與加固強(qiáng)化的組合； e、待水泥砂漿凝固后，石門(5)繼續(xù)掘進(jìn)，并穿過(guò)煤層(I)進(jìn)入頂板2m，完成揭煤工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合式石門揭煤方法，其特征在于:所述割縫鉆孔(3)的直徑為94臟，普通鉆孔(2)的直徑為75mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合式石門揭煤方法，其特征在于:所述割縫鉆孔(3)的封孔管采用直徑為I寸的無(wú)縫鋼管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組合式石門揭煤方法，其特征在于:所述距離a為4?4.5m。
【文檔編號(hào)】E21C41/16GK103510957SQ201310465569
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月8日
【發(fā)明者】林柏泉, 李賀, 楊威, 高亞斌, 王迪 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)