本發(fā)明涉及煤層的消突領(lǐng)域，具體涉及一種瓦斯突出煤層煤巷掘進的下爆上擠消突與降塵方法。

背景技術(shù)：

我國多數(shù)礦區(qū)已進入深部開采，深部煤層的瓦斯含量增大、煤層瓦斯壓力更高，導(dǎo)致開采過程面臨極高的煤與瓦斯突出危險。

為了消除煤層的突出危險性，對煤層進行瓦斯抽采是防止煤與瓦斯突出的根本措施。我國的煤與瓦斯突出煤層普遍具有瓦斯含量高、透氣性小的特點，瓦斯抽采效率極低。為了高效抽采煤層瓦斯，采取必要的增透措施是必不可少的，例如開采保護層、底板巷道預(yù)抽等措施。但是，我國的多數(shù)礦區(qū)是單一主采煤層，不具備開采保護層的條件。開采底板巷道再進行煤層瓦斯預(yù)抽雖然效果很好，但造價極高，一條底板巖巷的造價高達上億元，成本很高。

在煤層中進行煤巷掘進是工作面回采的前提，但是在突出煤層中進行煤巷掘進是極其困難的。一方面，突出煤層的透氣性普遍較低，沒有保護層和底板巷道的掩護作用，煤巷掘進工作面前方的瓦斯抽采極為困難，難以有效消除煤巷的突出危險性；另一方面，突出煤層普遍較為干燥，煤體松軟，在掘進過程中極容易產(chǎn)生濃濃的揚塵，極大影響人員健康。如何在沒有保護層開采條件下、不適用底板巷道預(yù)抽的條件下進行煤巷掘進的消突與降塵工作是非常重要的。

因此有必要發(fā)明一種適用于無保護層和底板巷的瓦斯突出煤層巷道掘進的消突與降塵方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供了一種用于瓦斯突出煤層巷道掘進的下爆上擠消突與降塵方法，適用于瓦斯突出煤層巷道掘進。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

一種瓦斯突出煤層煤掘進的下爆上擠消突與降塵方法，包括以下步驟：

1、在煤巷掘進工作面(1)的后方5米處，向兩側(cè)各施工一個長度為10米的鉆場(2)；

2、在每個鉆場(2)內(nèi)分別施工長度為1米、俯角為30度的傾斜巖孔(3)，并沿煤巷掘進方向繼續(xù)施工長度為l的水平底板巖石鉆孔(4)；在鉆場(2)和煤巷掘進工作面(1)向煤層施工1排抽采鉆孔(5)和1排注水鉆孔(6)，并與抽采管路(7)連接抽采瓦斯；

3、向水平底板巖石鉆孔(4)內(nèi)送入帶有聚能罩(8)的爆破藥柱(9)，爆破藥柱(9)的長度為(l-10)米；對水平底板巖石鉆孔(4)的孔口10米進行封孔，并從鉆孔內(nèi)引出鋼管(10)；將鋼管(10)的管口封堵后，將爆破藥柱(9)進行起爆；爆破一小時后，將鋼管(10)連接抽采管路(7)抽采瓦斯；

4、當(dāng)抽采管路(7)抽采的瓦斯總量達到m時，將注水鉆孔(6)與注水管路(11)連接；瓦斯總量m的計算方法如下式：

m＝h×(h+30)×l×t×0.8

式中，m為瓦斯總量，單位為立方米；h為煤層厚度，單位為米；h為煤巷寬度，單位為米；l為水平底板巖石鉆孔的長度，單位為米；t為煤體瓦斯含量，單位為立方米/噸；

5、利用注水管路(11)向煤層中注入高壓水，當(dāng)注水總量達到w時，停止注水；注水總量w的計算方法如下式：

w＝h×(h+30)×l×4％

式中，w為注水總量，單位為噸；

6、沿煤巷掘進方向掘進，掘進長度為l。然后重復(fù)步驟1～6。

優(yōu)選的，在步驟2中：所述水平底板巖石鉆孔的數(shù)量可以根據(jù)需要設(shè)置；所述水平底板巖石鉆孔的長度l為50～100米。

優(yōu)選的，在步驟2中：所述注水鉆孔和抽采鉆孔的數(shù)量可以根據(jù)需要設(shè)置，所述注水鉆孔在空間上位于所述抽采鉆孔的上方。

優(yōu)選的，在步驟3中：所述的聚能罩開口朝向正上方。

優(yōu)選的，在步驟5中：所述高壓水的壓力為2～6mpa。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明充分利用了多個水平底板巖石鉆孔內(nèi)爆破藥柱同時爆破的共振作用，使上方的煤層和巖層內(nèi)產(chǎn)生大量裂隙，并對該區(qū)域的煤層進行了充分的擾動和疏松，大幅度增加了煤層的透氣性，提高了抽采鉆孔的瓦斯抽采效率；當(dāng)瓦斯被大量抽采后，瓦斯壓力大幅降低，向煤層中注水的阻力會大幅度降低，而此時通過注水管路可以順利地注入大量水，水在自重的作用下會向下方滲透，既軟化了煤體，又降低了掘進過程的粉塵濃度，改善了工作環(huán)境。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)平面示意圖。

圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)正視圖。

圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。

圖中：1、煤巷掘進工作面；2、鉆場；3、傾斜巖孔；4、水平底板巖石鉆孔；5、抽采鉆孔；6、注水鉆孔；7、抽采管路；8、聚能罩；9、爆破藥柱；10、鋼管；11、注水管路。

具體實施方式

下面對本發(fā)明做進一步說明：

一種用于瓦斯突出煤層巷道掘進的下爆上抽消突與降塵方法，包括以下步驟：

1、在煤巷掘進工作面(1)的后方8米處，向兩側(cè)各施工一個鉆場(2)，鉆場(2)長度為10米；

2、在每個鉆場(2)內(nèi)分別施工長度為1米、俯角為30度的傾斜巖孔(3)，并沿煤巷掘進方向繼續(xù)施工長度為60米的水平底板巖石鉆孔(4)，水平底板巖石鉆孔(4)的數(shù)量為2個；

3、在鉆場(3)和煤巷掘進工作面(1)分別向煤層施工1排抽采鉆孔(5)和1排注水鉆孔(6)，抽采鉆孔(5)的數(shù)量為10個，相鄰兩個抽采鉆孔(5)的孔間距為5米；注水鉆孔(5)的數(shù)量為8個，相鄰兩個注水鉆孔(5)的孔間距為5米，抽采鉆孔(5)在空間上位于注水鉆孔(6)的上方；所有的抽采鉆孔(5)和注水鉆孔(6)均與抽采管路(7)連接抽采瓦斯；

4、向水平底板巖石鉆孔(4)內(nèi)送入帶有聚能罩(8)的爆破藥柱(9)，聚能罩(8)的開口方向為正上方，爆破藥柱(9)的長度為50米；采用常規(guī)封孔方法對水平底板巖石鉆孔(4)的孔口10米進行封孔，從鉆孔內(nèi)引出鋼管(10)，并將高壓鋼管(10)管口封堵；

5、同時引爆所有的水平底板巖石鉆孔(4)內(nèi)的爆破藥柱(9)；爆破一小時后，將鋼管(10)連接抽采管路(7)抽采瓦斯；

6、當(dāng)抽采管路(7)抽采的瓦斯總量達到m時，將注水鉆孔(6)與注水管路(11)連接；瓦斯總量m的計算方法如下式：

m＝h×(h+30)×60×t×0.8

式中，m為瓦斯總量，單位為立方米；h為煤層厚度，單位為米；h為煤巷寬度，單位為米；t為煤體瓦斯含量，單位為立方米/噸；

7、利用注水管路(11)向煤層中注入高壓水，當(dāng)注水總量達到w時，停止注水；注水總量w的計算方法如下式：

w＝h×(h+30)×50×4％

式中，w為注水總量，單位為噸；

8、沿煤巷掘進方向掘進60米后，重復(fù)上述步驟。

對于沒有保護層和底板巷道的煤與瓦斯突出煤層而言，進行煤巷的掘進是極其困難的。原因有兩個，一是突出煤層的透氣性普遍較低，沒有保護層和底板巷道的掩護作用，煤巷掘進工作面前方的瓦斯抽采極為困難，難以有效消除煤巷的突出危險性；二是突出煤層普遍較為干燥，煤體松軟，在掘進過程中極容易產(chǎn)生濃濃的揚塵，極大影響人員健康。

通過在煤巷掘進工作面的下方設(shè)置爆破鉆孔，利用多個爆破鉆孔同時爆破的共振作用，可以在煤層底板強行造成大面積裂隙網(wǎng)絡(luò)，從而增加了爆破鉆孔與煤層的接觸面積。而爆破的共振作用同時又會使煤層產(chǎn)生振動，特別是在掘進工作面施工的抽采鉆孔會在此時起到誘導(dǎo)作用，一方面是底板巖石鉆孔與抽采鉆孔之間的煤巖層產(chǎn)生貫通裂隙，另一名又會使煤層出現(xiàn)松動變形，從而大幅度提高煤層透氣性。通過抽采鉆孔和底板巖石鉆孔進行瓦斯抽采，大幅度提高了瓦斯抽采效率，有效消除了煤與瓦斯突出的危險性。

當(dāng)瓦斯被抽出后，煤體的強度會變大，而透水性則會提高。因此，將抽采鉆孔連接注水管路能夠較容易地向煤層內(nèi)注入水。而注入的水會逐漸在重力的作用下向下移動，流入底板巖石鉆孔內(nèi)，并將原先未抽盡的瓦斯擠出來，使瓦斯從抽采管路中被抽走，同時也有效地降低了掘進過程中的粉塵濃度，大大改善了工作面的工作環(huán)境。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。