专利名称：不稳定薄煤层组条件下被保护煤层的卸压瓦斯抽采方法
技术领域：
本发明涉及不稳定薄煤层组条件下被保护煤层的卸压瓦斯抽采方法，尤其适用于被保护煤层上方存在不稳定薄煤层群的开采。
背景技术：
保护层开采技术被实践证明是一种最有效、最可靠的防治煤与瓦斯突出措施，在淮南、淮北、松藻、天府、阳泉和沈阳等许多矿区得到了应用，取得了良好的防突效果。但随着矿井开采深度的增加，煤层瓦斯压力和含量逐渐加大，许多非突出煤层的保护层转变为突出煤层，矿区内赋存稳定的主采煤层可作保护层的越来越少，通过开采一层煤往往无法完整保护被保护煤层的开采区域，无法实现被保护煤层区域性的卸压瓦斯抽采。
发明内容
针对已有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种不稳定薄煤层组条件下被保护煤层的卸压瓦斯抽采方法，通过各不稳定薄煤层可采区域的组合，实现被保护层突出煤层的卸压瓦斯抽采，有效降低煤层瓦斯含量，消除突出煤层的突出危险。
本发明的不稳定薄煤层组条件下被保护煤层的卸压瓦斯抽采方法a.根据地质资料确定各不稳定薄煤层的可开采区域；b.确定不稳定薄煤层保护层工作面与被保护工作面的开采范围，各保护层工作面之间留设压茬，保证各保护层工作面能满足被保护层的连续卸压保护要求；c.进行保护层工作面开采的准备工作，同时进行常规的被保护层工作面卸压瓦斯抽采工程；d.用薄煤层采煤机或是刨煤机进行保护层工作面开采，同时抽采被保护层工作面的卸压瓦斯；e.对被保护层工作面煤层进行突出危险性验证，当煤层残余瓦斯含量降到8m3/t以下或是残余瓦斯压力降到0.74MPa以下，停止抽采，反之继续抽采，直至达到要求。
保护层工作面沿倾向方向开采至少超前被保护层工作面一个区段；在保护层开采过程中，工作面瓦斯涌出量大于5m3/min时，需对保护层工作进行瓦斯抽采，以保证开采安全；被保护层工作面的卸压瓦斯抽采不低于一年时间；保护层工作面出现小断层时，应强行推过，不随意留设煤柱；卸压瓦斯抽采工程结束后，再开始保护层工作面的开采；被保护层工作面卸压瓦斯抽采工程包括底板岩巷施工、钻场施工、钻孔施工、封孔和抽采管路安装；底板岩巷上距煤层底板15～20m，倾向上位于被保护层工作面的中部；钻孔在钻场内呈扇形布置，以煤层中厚面为准，钻孔间距15～20m、钻孔直径90mm，在钻场顶板开孔，钻孔终孔进入煤层顶板0.5m。
本方法针对无稳定保护层开采的矿区，可在无稳定可采煤层作保护层的条件下实现突出煤层的卸压瓦斯抽采，通过开采各不稳定薄煤层的可采区域，形成新的保护层，保护煤层的突出危险区域。通过突出煤层的卸压瓦斯抽采，可有效降低突出煤层瓦斯含量和压力，将高瓦斯突出煤层转化为低瓦斯无突出煤层，可使突出煤层的工作面瓦斯预抽率达到60％以上，煤层瓦斯含量可降到8m3/t以下或煤层瓦斯压力降到0.74MPa以下，彻底消除煤层的突出危险性，实现煤与瓦斯突出煤层的安全快速掘进和高效回采。突出煤层工作面巷道采用综合机械化连续掘进，巷道掘进速度由原先的60m/月提高到200m/月以上；突出煤层工作面煤炭日产量由原先的1000t/d提高到3000t/d以上；突出煤层工作面上隅角瓦斯浓度可控制在0.8％以下，回风流瓦斯浓度可控制在0.5％以下。
具体实施例方式
本发明的不稳定薄煤层组条件下被保护煤层的卸压瓦斯抽采方法1)按照采掘要求，提前形成不稳定煤层的生产系统和瓦斯抽采系统。
2)保护层工作面的设计，各保护层工作面设计应能满足被保护层的连续卸压保护要求，避免在被保护层工作面上出现未保护区域；各保护层工作面间应根据煤岩地质特征留有足够压茬，以免造成应力集中。
在组合保护层开采过程中，工作面邻近层瓦斯涌出较大，需采用有效的瓦斯抽采方法，保证保护层工作面的安全开采。
保护层工作面应选用薄煤层采煤机或是刨煤机来开采。在保护层工作面遇小断层等构造，应强行推过，不随意留设煤柱。
3)被保护层卸压瓦斯抽采设计，卸压瓦斯抽采设计包括底板岩巷设计、钻场设计、钻孔设计、封孔设计和抽采参数设计。
底板岩巷上距煤层底板15～20m，倾向上位于被保护层工作面的中部，以抽采钻孔不出现下向孔为原则；上、下区段底板岩巷通过边界上山连通，形成全负压通风系统；巷道断面6～8m2。
钻场垂直底板岩巷水平布置，钻场间距为30～40m、断面为6～8m2、长为5m。
钻孔在钻场内呈扇形布置，钻孔以煤层中厚面为准的间距为15～20m、钻孔直径为90mm，在钻场顶板开孔，钻孔终孔进入煤层顶板0.5m。
钻孔施工完成后应立即封孔，封孔材料为水泥浆，封孔长度不小于8m，封孔管长度10m、直径40mm。
底板岩巷抽采管路抽采量不低于30m3/min，孔口负压不低于20KPa，抽采时间不低于1年。
4)瓦斯抽采工程施工保护层的瓦斯抽采工程应能满足保护层工作面的安全开采要求；被保护层卸压瓦斯抽采工程包括底板岩巷施工、钻场施工、钻孔施工、封孔和抽采管路安装。根据设计施工卸压瓦斯抽采工程，满足被保护层卸压瓦斯的抽采要求；提前施工被保护层的卸压瓦斯抽采工程，保证保护层开采的同时能有效抽采被保护层的卸压瓦斯。
5)卸压瓦斯抽采合理安排工作面接替计划，在倾向上保护层工作面要超前被保护层工作面1～2个区段，保证足够的被保护层工作面卸压瓦斯抽采时间，降低被保护层工作面的瓦斯含量，实现煤层瓦斯的均匀有效抽采。
6)消除突出危险性验证通过不少于1年时间的瓦斯抽采，被保护工作面的残余瓦斯含量降至8m3/t以下或是残余瓦斯压力应降至0.74MPa以下，可确认为消除突出危险。
7)被保护层工作面开采被保护层工作面在保护范围内可按无突出危险煤层进行采掘作业，在保护范围外严格按照“四位一体”防突措施执行。
权利要求
1.不稳定薄煤层组条件下被保护煤层的卸压瓦斯抽采方法，其特征在于a.根据地质资料确定各不稳定薄煤层的可开采区域；b.确定不稳定薄煤层保护层工作面与被保护工作面的开采范围，各保护层工作面之间留设压茬，保证各保护层工作面能满足被保护层的连续卸压保护要求；c.进行保护层工作面开采的准备工作，同时进行常规的被保护层工作面卸压瓦斯抽采工程；d.用薄煤层采煤机或是刨煤机进行保护层工作面开采，同时抽采被保护层工作面的卸压瓦斯；e.对被保护层工作面煤层进行突出危险性验证，当煤层残余瓦斯含量降到8m3/t以下或是残余瓦斯压力降到0.74MPa以下，停止抽采，反之继续抽采，直至达到要求。
2.根据权利要求1所述的不稳定薄煤层组条件下被保护煤层的卸压瓦斯抽采方法，其特征在于保护层工作面沿倾向方向开采至少超前被保护层工作面一个区段。
3.根据权利要求1所述的不稳定薄煤层组条件下被保护煤层的卸压瓦斯抽采方法，其特征在于在保护层开采过程中，工作面瓦斯涌出量大于5m3/min时，需对保护层工作进行瓦斯抽采，以保证开采安全。
4.根据权利要求1所述的不稳定薄煤层组条件下被保护煤层的卸压瓦斯抽采方法，其特征在于被保护层工作面的卸压瓦斯抽采不低于一年时间。
5.根据权利要求1所述的不稳定薄煤层组条件下被保护煤层的卸压瓦斯抽采方法，其特征在于保护层工作面出现小断层时，应强行推过，不随意留设煤柱。
6.根据权利要求1所述的不稳定薄煤层组条件下被保护煤层的卸压瓦斯抽采方法，其特征在于卸压瓦斯抽采工程结束后，再开始保护层工作面的开采。
7.根据权利要求1所述的不稳定薄煤层组条件下被保护煤层的卸压瓦斯抽采方法，其特征在于被保护层工作面卸压瓦斯抽采工程包括底板岩巷施工、钻场施工、钻孔施工、封孔和抽采管路安装。
8.根据权利要求7所述的不稳定薄煤层组条件下被保护煤层的卸压瓦斯抽采方法，其特征在于底板岩巷上距煤层底板15～20m，倾向上位于被保护层工作面的中部；钻孔在钻场内呈扇形布置，以煤层中厚面为准，钻孔间距15～20m、钻孔直径90mm，在钻场顶板开孔，钻孔终孔进入煤层顶板0.5m。
全文摘要
一种不稳定薄煤层组条件下被保护煤层的卸压瓦斯抽采方法，针对无稳定保护层开采的矿区，通过开采各不稳定薄煤层的可采区域，形成新的保护层，通过突出煤层的卸压瓦斯抽采，可有效降低突出煤层瓦斯含量和压力，将高瓦斯突出煤层转化为低瓦斯无突出煤层，消除煤层的突出危险性，实现煤与瓦斯突出煤层的安全快速掘进和高效回采。突出煤层工作面巷道采用综合机械化连续掘进，巷道掘进速度可由原先的60m/月提高到200m/月以上；突出煤层工作面煤炭日产量由原先的1000t/d提高到3000t/d以上；突出煤层工作面上隅角瓦斯浓度可控制在0.8％以下，回风流瓦斯浓度可控制在0.5％以下，在本领域内具有广泛的实用性。
文档编号E21C41/16GK101029577SQ20071002116
公开日2007年9月5日 申请日期2007年4月2日 优先权日2007年4月2日
发明者程远平, 沐俊卫, 王海锋, 周宗勇, 陈刚, 吴祥 申请人:中国矿业大学, 淮北矿业集团煤业有限责任公司祁南煤矿