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专利号: 2022111315847
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-10
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种松软突出煤层大区域全时空高效瓦斯治理方法,其特征在于包括以下步骤:S1、布置煤层顶板高位定向分支长钻孔;S2、布置煤层顶板低位定向分支长钻孔;S3、接入抽采管路进行瓦斯抽采;

步骤S1中,煤层顶板高位定向分支长钻孔包括高位主孔和高位分支孔;其中高位主孔的合理空间施工位置包括煤层倾向方向的施工范围和铅直方向的施工层位;

该高位主孔在煤层倾向方向上的施工范围为:W+Yp≤Y3≤L/3;

式中:W为回采工作面回风巷的宽度,单位为m;Yp为回采工作面回风巷的瓦斯排放带宽度,单位为m;L为回采工作面切眼的长度,单位为m;

该高位主孔在铅直方向上的施工层位确定方法为:先确定高位主孔的施工排数N,再根据施工排数按照等差数列确定高位主孔的施工层位,以使各高位主孔的层位高度自回采工作面回风巷朝回采工作面中部依次变大;

其中施工排数N根据施工范围Y3和煤层的抽采半径r进行确定:N=[L/3-(W+Yp)]÷2r+1;

式中:L为回采工作面切眼的长度,单位为m;Yp为回采工作面回风巷的瓦斯排放带宽度,单位为m;r为煤层的抽采半径,单位为m;

假设该施工层位h的范围为a~b,则等差数列的公差为(b-a)/N,那么第i、j、k个高位主孔的层位高度依次为a+i×(b-a)/N、a+j×(b-a)/N、a+k×(b-a)/N,以此类推,即可确定各高位主孔的施工层位;

步骤S2中,煤层顶板低位定向分支长钻孔包括低位主孔和低位分支孔;该低位主孔在铅直方向上布置在距离煤层顶板1~5m处。

2.根据权利要求1所述的松软突出煤层大区域全时空高效瓦斯治理方法,其特征在于:步骤S1中,在煤层倾向方向上,相邻高位主孔间以及相邻高位分支孔间的设计间距均Y1,Y1为抽采半径r的2倍;在煤层走向方向上,高位主孔的钻孔设计长度大于回采工作面长度X,且超过20m以上。

3.根据权利要求1所述的松软突出煤层大区域全时空高效瓦斯治理方法,其特征在于:步骤S1中,高位主孔的合理空间施工位置确定后,分别在煤层倾向方向以及煤层走向方向上对高位分支孔进行设计;在煤层走向方向上,相邻高位分支孔以X1距离等间距布置,X1为

100~300m。

4.根据权利要求3所述的松软突出煤层大区域全时空高效瓦斯治理方法,其特征在于:各高位分支孔的施工长度通过终孔点控制,相邻两个高位分支孔的终孔点间距小于或等于抽采半径r的2倍。

5.根据权利要求1所述的松软突出煤层大区域全时空高效瓦斯治理方法,其特征在于:步骤S1中,先施工高位主孔,当高位主孔施工至预定深度后,每间隔X1距离从高位主孔的孔底向孔口后退式依次施工高位分支孔。

6.根据权利要求1所述的松软突出煤层大区域全时空高效瓦斯治理方法,其特征在于:步骤S1中,顶板裂隙带在回采工作面回风巷左右两侧一定范围内的煤层顶板处布置不同高度的高位主孔,以实现同时全覆盖抽采回采工作面和邻近层涌入裂隙带的瓦斯。

7.根据权利要求1所述的松软突出煤层大区域全时空高效瓦斯治理方法,其特征在于:步骤S2中,在煤层倾向方向上,相邻低位主孔的设计间距均Y1,Y1为抽采半径r的2倍;在煤层走向方向上,低位主孔的钻孔设计长度大于回采工作面长度X,且超过20m以上。

8.根据权利要求1所述的松软突出煤层大区域全时空高效瓦斯治理方法,其特征在于:步骤S2中,在煤层走向方向上,相邻低位分支孔以X1距离等间距布置。

9.根据权利要求1所述的松软突出煤层大区域全时空高效瓦斯治理方法,其特征在于:步骤S2中,先施工低位主孔,当低位主孔施工至预定深度后,每间隔X1距离从位主孔的孔底向孔口后退式依次施工低位分支孔。

10.根据权利要求1所述的松软突出煤层大区域全时空高效瓦斯治理方法,其特征在于:在煤巷掘进过程中,将暴露在煤巷中的煤巷条带分支孔安装三通,引出一路管路,以同时抽采煤层和采空区瓦斯。