超大直径煤层钻孔插管抽采采空区瓦斯工艺

摘要

本发明涉及一种超大直径煤层钻孔插管抽采采空区瓦斯工艺，特点在于：①在回风巷道侧留有保护煤柱后施工一措施巷，在措施巷设置刮板输送机，由措施巷用大直径螺旋钻进机在煤层中留有的保护煤柱上向回风巷道上隅角打数个大直径钻孔后，在大直径钻孔内插入钻孔套管，钻孔套管连接抽采管路，对采空区瓦斯进行瓦斯抽采。措施巷使用完后设定为下一回采工作面进风巷道，一巷两用，减掉了保护煤柱巷道施工量，减掉了巷道川和联络巷，钻孔套管使用不会出现塌孔，并可部分回收再利用，确保瓦斯不泄露，同时节约投资，易于管理，提高抽采效果，使整个采煤工程过程及辅助工程过程实现了完全机械化。

权利要求

1.一种超大直径煤层钻孔插管抽采采空区瓦斯工艺，特征在于：①在回风巷道侧留有保护煤柱后施工一措施巷，在措施巷设置刮板输送机，由措施巷用大直径螺旋钻进机在煤层中留有的保护煤柱上向回风巷道上隅角打数个大直径钻孔后，在大直径钻孔内插入钻孔套管，钻孔套管连接抽采管路，对采空区瓦斯进行瓦斯抽采，②当目前回采工作面采完后，将措施巷设定为进风巷道，将当前所有大直径钻孔封闭，再施工一回风巷道，重复①步骤，实现下一采空区的瓦斯抽采。

2.根据权利要求1所述的一种超大直径煤层钻孔插管抽采采空区瓦斯工艺，其特征在于：大直径钻孔的直径为500-1000毫米，大直径钻孔之间的间距为10-25米。

3.根据权利要求1所述的一种超大直径煤层钻孔插管抽采采空区瓦斯工艺，其特征在于：大直径螺旋钻进机主要由大直径螺旋钻进机体连接带有钻头的大直径螺旋钻杆构成。

4.根据权利要求2所述的一种超大直径煤层钻孔插管抽采采空区瓦斯工艺，其特征在于：大直径螺旋钻进机主要由大直径螺旋钻进机体连接带有钻头的大直径螺旋钻杆构成。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种超大直径煤层钻孔插管抽采采空区瓦斯工艺，其特征在于：钻孔套管选用钢管。

说明书

超大直径煤层钻孔插管抽采采空区瓦斯工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及采空区瓦斯抽采工艺及方法，特别涉及一种超大直径煤层钻孔插管抽采采空区瓦斯工艺。

背景技术

[0002] 在我国的能源构成中煤炭占有主体地位。但是，煤炭生产的环境极其恶劣，重大灾害事故频发。其中瓦斯灾害是我国煤矿灾害的主要形式之一。随着综采技术的不断完善，工作面推进速度日益加快，对高瓦斯涌出的大型综采工作面瓦斯治理提出了越来越高的要求。从瓦斯来源看，工作面瓦斯涌出量中采空区瓦斯所占比重越来越大，为治理工作面瓦斯，一些矿井采用多巷布置，加大通风量，稀释瓦斯，但多巷布置带来的隐患较多。由于采空区瓦斯浓度较低，采用钻孔抽采因抽采量小，往往效果不好，采用底板岩石巷及高位岩石巷抽采采空区瓦斯成本太高，且效果得不到保证。这给工作面采空区瓦斯治理提出了难题。

[0003] 上世纪90年代，乌克兰科技人员研制了钻煤机，用于薄煤层开采，钻煤直径最大可达850mm。螺旋钻进式采煤机的工作原理是：采用独头钻采的采煤工艺，主机布置在顺槽中，利用液压缸推进装置带动旋转的钻具向一帮煤层钻孔，钻头旋转割煤，钻杆螺旋叶片旋转运煤，煤直接落在顺槽的刮板机上运出。螺旋钻进式采煤机实现了工作面无人开采，安全性能好，自动化程度高，螺旋钻进式采煤机各个动作均是自动完成的，工人的劳动强度低。生产率高，由于采用了四钻头并列双向钻进及自动对接钻杆技术，大幅度的提升了采煤量；配置了履带自移机构，机动性、灵活性强，适应性好；采用了凸轮锁销式钻杆连接机构，钻杆不会出现脱节现象，可靠性好；操作方便，维修便利安全。

[0004] 由于目前的煤炭市场低迷，煤炭企业大范围亏损，开采薄煤层的矿井极少，因此该技术及装备无用武之地。但当前情况下，国家对煤矿安全生产及瓦斯抽采极其重视，如将该装备用于瓦斯抽采，简单改进为单轴的螺旋钻进机，参见图4、图5，具体的，将四组齿轮轴21分别驱动四组带有钻头的大直径螺旋钻杆，包括第一组带有钻头的大直径螺旋钻杆20、第二组带有钻头的大直径螺旋钻杆22、第三组带有钻头的大直径螺旋钻杆23、第四组带有钻头的大直径螺旋钻杆24，改装为单个齿轮轴211只驱动单个带有钻头的大直径螺旋钻杆20，其它机构本着原理不变，结构相同的原则进行简化，减小体积及尺寸，形成单个齿轮轴只驱动单个带有钻头的大直径螺旋钻杆20的大直径螺旋钻进机。

[0005] 目前，布置工作面抽采采空区瓦斯时多采用打联络巷，联络巷内打密闭，插管进行抽采，由于每隔一定距离打一个联络川，数量多，工程量大，贯通时角联通风，管理难度大，且抽采过程中，矿压大，联络川密闭可能压坏，造成漏风，甚至可能造成邻近的抽采巷道瓦斯超限。

发明内容

[0006] 针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种超大直径煤层钻孔插管抽采采空区瓦斯工艺，提高采空区瓦斯抽采效果。

[0007] 本发明采用的技术方案是：一种超大直径煤层钻孔插管抽采采空区瓦斯工艺，特点在于：①在回风巷道侧留有保护煤柱后施工一措施巷，在措施巷设置刮板输送机，由措施巷用大直径螺旋钻进机在煤层中留有的保护煤柱上向回风巷道上隅角打数个大直径钻孔后，在大直径钻孔内插入钻孔套管，钻孔套管连接抽采管路，对采空区瓦斯进行瓦斯抽采。

[0008] 其中：②当目前回采工作面采完后，将措施巷设定为进风巷道，将当前所有大直径钻孔封闭，再施工一回风巷道，重复①步骤，实现下一采空区的瓦斯抽采。

[0009] 其中：大直径钻孔的直径为500-1000毫米，大直径钻孔之间的间距为10-25米。

[0010] 其中：大直径螺旋钻进机主要由大直径螺旋钻进机体连接带有钻头的大直径螺旋钻杆构成。

[0011] 其中：钻孔套管选用钢管。

[0012] 本发明的有益效果在于：措施巷使用完后设定为下一回采工作面进风巷道，一巷两用，减掉了保护煤柱巷道施工量，减掉了巷道川和联络巷，钻孔套管使用不会出现塌孔，并可部分回收再利用，确保瓦斯不泄露，同时节约投资，易于管理，提高抽采效果，使整个采煤工程过程及辅助工程过程实现了完全机械化。

附图说明

[0013] 图1本发明实施例采空区瓦斯抽采示意图；

[0014] 图2本发明实施例超大直径煤层钻孔钻进示意图；

[0015] 图3本发明实施例瓦斯抽采超大直径煤层钻孔布置示意图；

[0016] 图4本发明实施例现有的四组齿轮轴分别驱动四组带有钻头的大直径螺旋钻杆示意图；

[0017] 图5本发明实施例的单个齿轮轴只驱动单个带有钻头的大直径螺旋钻杆示意图。

[0018] 图中1.回采工作面，2.进风巷道，3.回风巷道，4.采空区，5.措施巷，6.大直径钻孔，7.抽采管路，8.大直径螺旋钻进机体，9.煤层，11.保护煤柱，13.刮板输送机，14.钻孔套管，20. 带有钻头的大直径螺旋钻杆，21. 四组齿轮轴，22. 第二组带有钻头的大直径螺旋钻杆，23. 第三组带有钻头的大直径螺旋钻杆，24. 第四组带有钻头的大直径螺旋钻杆，211. 单个齿轮轴。

具体实施方式

[0019] 第一实施例

[0020] 参见图1、图2、图3、图4、图5，一种超大直径煤层钻孔插管抽采采空区瓦斯工艺，特点在于：①在回风巷道3侧留有保护煤柱11后施工一措施巷5，在措施巷5设置刮板输送机13，由措施巷5用大直径螺旋钻进机在煤层9中留有的保护煤柱11上向回风巷道3上隅角打数个大直径钻孔6后，在大直径钻孔6内插入钻孔套管14，钻孔套管14连接抽采管路7，对采空区4瓦斯进行瓦斯抽采。

[0021] 第二实施例

[0022] 参见图1、图2、图3、图4、图5，一种超大直径煤层钻孔插管抽采采空区瓦斯工艺，特点在于：①在回风巷道3侧留有保护煤柱11后施工一措施巷5，在措施巷5设置刮板输送机13，由措施巷5用大直径螺旋钻进机在煤层9中留有的保护煤柱11上向回风巷道3上隅角打数个大直径钻孔6后，在大直径钻孔6内插入钻孔套管14，钻孔套管14连接抽采管路7，对采空区4瓦斯进行瓦斯抽采。

[0023] 其中：②当目前回采工作面1采完后，将措施巷5设定为进风巷道2，将当前所有大直径钻孔6封闭，再施工一回风巷道3，重复①步骤，实现下一采空区4的瓦斯抽采。

[0024] 第三实施例

[0025] 参见图1、图2、图3、图4、图5，一种超大直径煤层钻孔插管抽采采空区瓦斯工艺，特点在于：①在回风巷道3侧留有保护煤柱11后施工一措施巷5，在措施巷5设置刮板输送机13，由措施巷5用大直径螺旋钻进机在煤层9中留有的保护煤柱11上向回风巷道3上隅角打数个大直径钻孔6后，在大直径钻孔6内插入钻孔套管14，钻孔套管14连接抽采管路7，对采空区4瓦斯进行瓦斯抽采。

[0026] 其中：②当目前回采工作面1采完后，将措施巷5设定为进风巷道2，将当前所有大直径钻孔6封闭，再施工一回风巷道3，重复①步骤，实现下一采空区4的瓦斯抽采。

[0027] 其中：大直径钻孔6的直径为800毫米，大直径钻孔6之间的间距为15米。

[0028] 第四实施例

[0029] 参见图1、图2、图3、图4、图5，一种超大直径煤层钻孔插管抽采采空区瓦斯工艺，特点在于：①在回风巷道3侧留有保护煤柱11后施工一措施巷5，在措施巷5设置刮板输送机13，由措施巷5用大直径螺旋钻进机在煤层9中留有的保护煤柱11上向回风巷道3上隅角打数个大直径钻孔6后，在大直径钻孔6内插入钻孔套管14，钻孔套管14连接抽采管路7，对采空区4瓦斯进行瓦斯抽采。

[0030] 其中：②当目前回采工作面1采完后，将措施巷5设定为进风巷道2，将当前所有大直径钻孔6封闭，再施工一回风巷道3，重复①步骤，实现下一采空区4的瓦斯抽采。

[0031] 其中：大直径钻孔6的直径为1000毫米，大直径钻孔6之间的间距为25米。

[0032] 其中：大直径螺旋钻进机主要由大直径螺旋钻进机体8连接带有钻头的大直径螺旋钻杆20构成。

[0033] 第五实施例

[0034] 参见图1、图2、图3、图4、图5，一种超大直径煤层钻孔插管抽采采空区瓦斯工艺，特点在于：①在回风巷道3侧留有保护煤柱11后施工一措施巷5，在措施巷5设置刮板输送机13，由措施巷5用大直径螺旋钻进机在煤层9中留有的保护煤柱11上向回风巷道3上隅角打数个大直径钻孔6后，在大直径钻孔6内插入钻孔套管14，钻孔套管14连接抽采管路7，对采空区4瓦斯进行瓦斯抽采。

[0035] 其中：②当目前回采工作面1采完后，将措施巷5设定为进风巷道2，将当前所有大直径钻孔6封闭，再施工一回风巷道3，重复①步骤，实现下一采空区4的瓦斯抽采。

[0036] 其中：大直径钻孔6的直径为500毫米，大直径钻孔6之间的间距为10米。

[0037] 其中：大直径螺旋钻进机主要由大直径螺旋钻进机体8连接带有钻头的大直径螺旋钻杆20构成。

[0038] 其中：钻孔套管14选用钢管。