双向立体交错钻孔协同定向长钻孔联合抽采瓦斯的方法

技术领域

本发明属于瓦斯抽采技术领域，涉及一种双向立体交错钻孔协同定向长钻孔联合抽采瓦斯的方法。

背景技术

随着当前我国国民经济的飞速发展，对能源的需求也与日俱增。而我国是一个贫油、少气、富煤的国家，因此煤炭长期占据着我国一次消费能源的主要地位。但当前我国煤矿开采的深度逐步增加，煤与瓦斯动力灾害的程度呈现出不断攀升的态势。我国煤炭行业普遍采用开采保护层或大面积抽采的方法实施矿井瓦斯灾害的治理。但部分矿井由于煤层赋存的原因，并不具备开采保护层的条件。因此，采用施工煤矿井下钻孔实施大面积区域预抽是该类矿井实施瓦斯灾害治理的主要技术手段。随着煤矿井下钻进技术的不断发展，目前我国的煤矿井下瓦斯抽采已形成了区域递进掩护式抽采、大面积区域网格钻孔、密集平行钻孔、平面交叉钻孔、立体交叉钻孔抽采煤层瓦斯工艺等组成的技术体系，并在现场实践中取得了很好的应用效果。但针对中厚-厚高瓦斯或煤与瓦斯突出煤层的瓦斯治理，由于其煤层厚度较大，且在煤层中部往往存在一层或多层夹矸，夹矸层的存在阻碍了瓦斯在煤层层理间的运移。若施工的抽采钻孔未穿透夹矸层，则势必存在一定的抽采盲区，进而影响中厚-厚煤层的瓦斯抽采效果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种双向立体交错钻孔协同定向长钻孔联合抽采瓦斯的方法，从而提供一种工程量小、稳定性高、瓦斯抽采量大、抽采浓度高的煤矿井下双向立体交错钻孔协同定向长钻孔联合抽采煤层瓦斯的方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

双向立体交错钻孔协同定向长钻孔联合抽采瓦斯的方法，该方法包含如下步骤：

S1：在回采工作面的轨道顺槽内，沿倾向方向施工长距离定向钻孔，沿煤层的顶板、底板施工探顶、探底钻孔，补充完善工作面煤体的地质勘探资料，施工完毕后，接入回采工作面轨道顺槽内敷设的抽采管道，开始接抽；

S2：在煤矿井下回采工作面的轨道顺槽掘进的过程中，利用钻机在顺道槽内沿倾向方向施工本煤层的下行瓦斯抽采钻孔，施工完毕后，接入回采工作面轨道顺槽内敷设的抽采管道，进行接抽；

S3：煤矿井下回采工作面运输顺槽与备采工作面轨道顺槽采用双巷交替掘进，在煤矿井下回采工作面运输顺槽的掘进过程中，沿倾向方向，施工本煤层的上行瓦斯抽采钻孔，使之与轨道顺槽内施工的下行瓦斯抽采钻孔形成平面交叉或立体交叉，施工完毕后，接入回采工作面运输顺槽内敷设的抽采管道，进行接抽；

S4：在煤矿井下回采工作面运输顺槽的掘进过程中，将暴露，应用封孔材料对轨道顺槽内施工的沿倾向方向暴露的长距离定向钻孔进行封堵；

S5：待煤矿井下回采工作面轨道顺槽与运输顺槽掘进到位后，贯通工作面的切眼，轨道顺槽内的长距离定向钻孔，下行瓦斯抽采钻孔，运输顺槽内的上行瓦斯抽采钻孔分别与相应的抽采管道并网接抽，形成双向立体交错钻孔协同定向长钻孔联合抽采煤层瓦斯。

进一步，步骤S1中沿倾向方向施工长距离定向钻孔的间距为50～80m。

进一步，步骤S2中下行瓦斯抽采钻孔孔深至回采工作面运输顺槽向内沿15m的位置。

进一步，对轨道顺槽内施工的沿倾向方向暴露的长距离定向钻孔进行封堵的深度为15m。

本发明的有益效果在于：本发明方法可对高瓦斯或具有煤与瓦斯突出危险的煤层进行瓦斯抽采。具有地面钻井抽采煤层瓦斯所具备的抽采量大、抽采浓度高、抽采效果好的优点，又具有稳定性好、施工简单和工程量小等优点。特别是，回采工作面轨道顺槽内施工的长距离定向钻孔，不仅可以对回采工作面运输顺槽与备采工作面轨道顺槽煤体进行超前抽采，切实保障煤巷的安全掘进，同时长距离定向钻孔在主孔形成后的退钻过程中，还可施工探顶、探底钻孔，补充完善地质勘探资料，进一步可穿透煤层内的夹矸层，与工作面轨道顺槽、运输顺槽内施工的双向立体交错钻孔协同，形成纵横交错的“钻孔网络系统”，增大了瓦斯抽采钻孔的有效作用范围。同时，工作面运输顺槽内施工的上行本煤层瓦斯抽采钻孔，还可有利于排水。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

本发明提供一种双向立体交错钻孔协同定向长钻孔联合抽采瓦斯的方法，如图1所示，，其中1表示回采工作面轨道顺槽，2表示煤矿井下双向立体交错钻孔协同长距离定向钻孔联合抽采瓦斯，3表示停采线，4为回采工作面运输槽，5表示备采工作面轨道顺槽，6表示长距离定向钻孔提前预抽回采工作面运输顺槽与备采工作面轨道顺槽煤体，本发明方法包含如下步骤，

a.在煤矿井下回采工作面巷道掘进的过程中，在回采工作面的轨道顺槽1内，沿倾向方向施工长距离定向钻孔，对回采工作面运输顺槽4及备采工作面的轨道顺槽5所属煤体进行预抽，降低煤层瓦斯含量；所述沿倾向方向施工长距离定向钻孔每隔50～80m，沿煤层的顶板、底板施工探顶、探底钻孔，补充完善工作面煤体的地质勘探资料，并且探顶、探底钻孔还可穿透煤层内的夹矸层；且待长距离定向钻孔施工完毕后，随即接入回采工作面轨道顺槽内敷设的抽采管道，开始接抽。

b.在煤矿井下回采工作面的轨道顺槽1掘进的过程中，应用钻机，于轨道顺槽内，沿倾向方向，施工下行本煤层瓦斯抽采钻孔，钻孔孔深至回采工作面运输顺槽向内沿15m的位置；待钻孔施工完毕后，随即接入回采工作面轨道顺槽内敷设的抽采管道，开始接抽。

c.煤矿井下回采工作面运输顺槽与备采工作面轨道顺槽采用双巷交替掘进，且在煤矿井下回采工作面运输顺槽的掘进过程中，沿倾向方向，施工上行本煤层瓦斯抽采钻孔，使之与轨道顺槽内施工的下行本煤层瓦斯抽采钻孔形成平面或立体交叉，如图中2所示；待钻孔施工完毕后，随即接入回采工作面运输顺槽内敷设的抽采管道，开始接抽。

d.在煤矿井下回采工作面运输顺槽的掘进过程中，轨道顺槽内施工的沿倾向方向的长距离定向钻孔将暴露，应用封孔材料对暴露的长距离定向钻孔进行封堵，防止井下采掘空间内的空气进入至钻孔内，封堵长度及深度为15m。

e.待煤矿井下回采工作面轨道顺槽与运输顺槽掘进到位后，贯通工作面的切眼，轨道顺槽内的长距离定向钻孔与下行倾向钻孔，运输顺槽内的上行倾向钻孔，分别与相应的抽采管道并网接抽，形成双向立体交错钻孔协同定向长钻孔联合抽采煤层瓦斯的格局。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。