煤層底板繩鋸切縫區域防突方法技術

本發明專利技術公開了一種煤層底板繩鋸切縫區域防突方法，步驟1.探明煤層賦存狀況；步驟2.在上、下不同標高的兩個抽放巷分別向煤層掘進兩個石門，形成相互平行且排列呈四邊形的四個石門；步驟3.用定向鉆機實施定向鉆孔，將相鄰兩個石門貫通，四個定向鉆孔將四個石門的磧頭連通，形成四邊形通道；步驟4.完成定向鉆孔的定向鉆機在退鉆時引導繩鋸安置在對應的定向鉆孔內，最后將四個定向鉆孔中的繩鋸串聯起來；步驟5.在下標高的其中一個石門磧頭安裝繩鋸切縫絞車，利用繩鋸切縫絞車驅動串聯起來的繩鋸，不斷收緊切割繩，進行切縫作業。本方法施工量較小，時間較短，成本較低，防突效果較好。

【技術實現步驟摘要】
煤層底板繩鋸切縫區域防突方法
本專利技術屬于防治煤與瓦斯突出區域防突方法的
，特別是涉及一種煤層底板繩鋸切縫區域防突方法。
技術介紹
目前，國內外對于防治煤與瓦斯突出采取的區域防突方法有開采保護層和區域預抽煤層瓦斯2類，而開采保護層是最有效的方法。但是，開采保護層成本高、時間長，況且絕大多數保護層本身也具有突出危險性，也必須實施區域防突方法，一旦保護層瓦斯治理效果差、時間長，將影響整個煤礦的安全、接替部署、效益，因而開采保護層也是制約全局的瓶頸。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術的不足，提供一種煤層底板繩鋸切縫區域防突方法，本方法采用繩鋸在煤層底板切割出一條平行于煤層的裂縫，促使煤層卸壓，達到消除突出危險的目的，施工量較小，時間較短，成本較低，防突效果較好。本專利技術的目的是這樣實現的：一種煤層底板繩鋸切縫區域防突方法，該方法按以下步驟進行：步驟1.探明煤層賦存狀況在抽放巷向煤層實施地質探孔，探明煤層賦存狀況；步驟2.掘進石門在上、下不同標高的兩個抽放巷分別向煤層掘進兩個石門，形成相互平行且排列呈四邊形的四個石門，石門在煤層底板附近停頭，并支護完好，石門磧頭與煤層底板法線距離以滿足煤層膨脹變形要求而確定；步驟3.施工定向鉆孔用定向鉆機實施定向鉆孔，將相鄰兩個石門貫通，四個定向鉆孔將四個石門的磧頭連通，形成四邊形通道，定向鉆孔與煤層底板法線距離以滿足煤層膨脹變形要求而確定；步驟4.安置繩鋸完成定向鉆孔的定向鉆機在退鉆時引導繩鋸安置在對應的定向鉆孔內，最后將四個定向鉆孔中的繩鋸串聯起來；步驟5.實施切縫作業在下標高的其中一個石門磧頭安裝繩鋸切縫絞車，利用繩鋸切縫絞車驅動串聯起來的繩鋸，進行切縫作業，切縫作業過程中，不斷收緊切割繩，直至完成切縫，形成與煤層相鄰的切縫。進一步地，步驟1中，地質探孔后，繪制煤層底板等高線圖，編制地質報告，為掘進石門和施工定向鉆孔提供基礎參數。進一步地，步驟3中，施工定向鉆孔后多次清洗鉆孔，以減少泥砂沉積。進一步地，步驟4中，在安置繩鋸的時候，同時利用定向鉆機引導安裝導向鋼纜，以作為后期繩鋸突然斷裂后再次安置繩鋸的導引繩。為了使繩鋸從單側切縫，減小繩鋸摩擦面積，降低切縫難度，優選地，步驟4中，在上標高的其中一個石門磧頭安裝繩鋸導向滑輪，該石門磧頭與安裝繩鋸切縫絞車的石門磧頭位于同側。為了排出四邊形通道內的少量瓦斯，優選地，步驟5中，采用局部通風機對四邊形通道進行通風。進一步地，步驟5中，在繩鋸切縫絞車的進繩端布置用于冷卻繩鋸的冷卻液，在各定向鉆孔的進繩端噴灑冷卻排渣水。使定向鉆孔出繩端排渣更通暢，繩鋸保持低溫切割，防止繩鋸過熱熔斷。為了逐漸收緊繩鋸，且同步完成繩鋸回收，提高工作效率，進一步地，步驟5中，隨著切縫面積的逐漸增大，多余的繩鋸立即回收，回收繩鋸采用定軌動滑輪機構配合牽引絞車完成：在安裝繩鋸切縫絞車的石門內設置動滑輪機構的軌道，將動滑輪機構安裝在該軌道的前端，動滑輪機構的滑輪連接繩鋸，用牽引絞車牽引動滑輪機構，當動滑輪被牽引到軌道盡頭時，暫停切縫作業人工卸繩回收繩鋸，然后將動滑輪移到軌道前端接上繩鋸恢復切縫作業，繩鋸切縫絞車與牽引絞車同步聯動。為了找到最合適的切縫面積，進一步地，步驟2中，各石門之間的間距根據繩鋸切縫絞車和牽引絞車的牽引力大小確定。為了保證防突效果，防止安全風險，進一步地，還包括步驟6.效果考察，通過煤層膨脹變形量和殘余瓦斯含量來考察切縫區域防突效果：當切縫完成后，布置瓦斯抽放鉆孔，考察煤層膨脹變形量，待抽采瓦斯衰減后，采用區域方法效果檢驗的方式提取煤樣進行殘余瓦斯含量測定。由于采用了上述技術方案，本專利技術具有如下有益效果：1.本方法用繩鋸切割煤層底板附近巖層，形成一條與煤層平行的裂縫，促使煤層向裂縫方向發生位移變形，從而增加煤層孔隙率，提高煤層透氣性系數，使煤層吸附瓦斯逐步解吸，達到開采保護層的效果。2.抽放巷是煤礦井下必須施工的巷道，實施繩鋸切縫作業是在已有的抽放巷內布置四個小石門，巷道工程量約100m，巷道開掘投資小。3.作業過程中繩鋸向繩鋸切縫絞車牽引力方向(大致沿定向鉆孔)運動，不會接觸煤層，所以不會發生突出，涌出的瓦斯量也不會很大，成縫后，煤層在地應力和瓦斯應力的作用下向裂縫方向位移變形，使煤層的膨脹變形量達到3‰，達到開采保護層的效果，無煤與瓦斯突出安全風險，安全可靠，治理時間可控。附圖說明圖1為繩鋸切縫立面示意圖；圖2為繩鋸切縫剖面示意圖。附圖標記附圖中，1為上標高抽放巷，2為下標高抽放巷，3為定向鉆孔，4為金剛石繩鋸，5為石門，6為導向滑輪，7為繩鋸切縫絞車，8為煤層，9為動滑輪機構，10為牽引絞車，11為煤層底板。具體實施方式實施例一種煤層底板繩鋸切縫區域防突方法，采用的設備包括500m定向鉆機及配套設備，金剛石繩鋸，無極繩絞車等。步驟1.探明煤層賦存狀況在抽放巷向煤層實施地質探孔，探明煤層賦存狀況，繪制煤層底板等高線圖，編制地質報告，為掘進石門和施工定向鉆孔提供基礎參數。步驟2.掘進石門在上、下不同標高的兩個抽放巷分別向煤層掘進兩個石門，形成相互平行且排列呈四邊形的四個石門，石門在煤層底板法線距2m處停頭，并支護完好；四個石門的走向間距為200m以上，傾向間距為60m左右，即可形成一個面積為1.2萬平方米的縫面。步驟3.施工定向鉆孔用大功率定向鉆機實施定向鉆孔，將相鄰兩個石門貫通，四個定向鉆孔將四個石門的磧頭連通，形成四邊形通道，鉆孔大致平行于煤層底板，定向鉆孔與煤層底板法線距離以滿足煤層膨脹變形要求而確定，約設計在距煤層底板改為1～5m內，同時不得接觸煤層。施工定向鉆孔后多次清洗鉆孔，以減少泥砂沉積。定向鉆孔施工所涉及到的主要設備有500m定向鉆機及配套設備，直徑20mm左右金剛石繩鋸，大功率無極繩絞車等。以上設備都是成熟的現行裝備，只需與設備廠商聯系進行能力提高和型號確認，即可投入使用。步驟4.安置金剛石繩鋸完成定向鉆孔的定向鉆機在退鉆時引導金剛石繩鋸安置在對應的定向鉆孔內，最后將四個定向鉆孔中的金剛石繩鋸串聯起來；在安置金剛石繩鋸的時候，同時利用定向鉆機引導安裝耐磨的導向鋼纜，以作為后期金剛石繩鋸突然斷裂后再次安置金剛石繩鋸的導引繩。在上標高的其中一個石門磧頭安裝金剛石繩鋸導向滑輪，該石門磧頭與安裝金剛石繩鋸切縫絞車的石門磧頭位于同側。步驟5.實施切縫作業在下標高的其中一個石門磧頭安裝金剛石繩鋸切縫絞車，利用金剛石繩鋸切縫絞車驅動串聯起來的金剛石繩鋸，進行切縫作業，切縫作業過程中，不斷收緊切割繩，直至完成切縫，形成與煤層相鄰的切縫。切縫作業時，采用局部通風機對四邊形通道進行通風。在金剛石繩鋸切縫絞車的進繩端布置用于冷卻金剛石繩鋸的冷卻液，在各定向鉆孔的進繩端噴灑冷卻排渣水。使定向鉆孔出繩端排渣更通暢，金剛石繩鋸保持低溫切割，防止金剛石繩鋸過熱熔斷。隨著切縫面積的逐漸增大，多余的金剛石繩鋸立即回收，回收金剛石繩鋸采用定軌動滑輪機構配合牽引絞車完成：在安裝金剛石繩鋸切縫絞車的石門內設置長15m的動滑輪機構的軌道，將動滑輪機構安裝在該軌道的前端，動滑輪機構的滑輪連接金剛石繩鋸，用牽引絞車牽引動滑輪機構，當動滑輪被牽引到軌道盡頭時，暫停切縫作業人工卸繩回收金剛石繩鋸，然后將動滑輪移到軌道前端接上金剛石繩鋸恢復切縫作業，金本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種煤層底板繩鋸切縫區域防突措施，其特征在于，該方法按以下步驟進行：步驟1.探明煤層賦存狀況在抽放巷向煤層實施地質探孔，探明煤層賦存狀況；步驟2.掘進石門在上、下不同標高的兩個抽放巷分別向煤層掘進兩個石門，形成相互平行且排列呈四邊形的四個石門，石門在煤層底板附近停頭，并支護完好，石門磧頭與煤層底板法線距離以滿足煤層膨脹變形要求而確定；步驟3.施工定向鉆孔用定向鉆機實施定向鉆孔，將相鄰兩個石門貫通，四個定向鉆孔將四個石門的磧頭連通，形成四邊形通道，定向鉆孔與煤層底板法線距離以滿足煤層膨脹變形要求而確定；步驟4.安置繩鋸完成定向鉆孔的定向鉆機在退鉆時引導繩鋸安置在對應的定向鉆孔內，最后將四個定向鉆孔中的繩鋸串聯起來；步驟5.實施切縫作業在下標高的其中一個石門磧頭安裝繩鋸切縫絞車，利用繩鋸切縫絞車驅動串聯起來的繩鋸，進行切縫作業，切縫作業過程中，不斷收緊切割繩，至直完成切縫，形成與煤層相鄰的切縫。

【技術特征摘要】
1.一種煤層底板繩鋸切縫區域防突方法，其特征在于，該方法按以下步驟進行：步驟1.探明煤層賦存狀況在抽放巷向煤層實施地質探孔，探明煤層賦存狀況；步驟2.掘進石門在上、下不同標高的兩個抽放巷分別向煤層掘進兩個石門，形成相互平行且排列呈四邊形的四個石門，石門在煤層底板附近停頭，并支護完好，石門磧頭與煤層底板法線距離以滿足煤層膨脹變形要求而確定；步驟3.施工定向鉆孔用定向鉆機實施定向鉆孔，將相鄰兩個石門貫通，四個定向鉆孔將四個石門的磧頭連通，形成四邊形通道，定向鉆孔與煤層底板法線距離以滿足煤層膨脹變形要求而確定；步驟4.安置繩鋸完成定向鉆孔的定向鉆機在退鉆時引導繩鋸安置在對應的定向鉆孔內，最后將四個定向鉆孔中的繩鋸串聯起來；步驟5.實施切縫作業在下標高的其中一個石門磧頭安裝繩鋸切縫絞車，利用繩鋸切縫絞車驅動串聯起來的繩鋸，進行切縫作業，切縫作業過程中，不斷收緊切割繩，直至完成切縫，形成與煤層相鄰的切縫。2.根據權利要求1所述的煤層底板繩鋸切縫區域防突方法，其特征在于，步驟1中，地質探孔后，繪制煤層底板等高線圖，編制地質報告，為掘進石門和施工定向鉆孔提供基礎參數。3.根據權利要求1所述的煤層底板繩鋸切縫區域防突方法，其特征在于，步驟3中，施工定向鉆孔后多次清洗鉆孔，以減少泥砂沉積。4.根據權利要求1所述的煤層底板繩鋸切縫區域防突方法，其特征在于，步驟4中，在安置繩鋸的時候，同時利用定向鉆機引導安裝導向鋼纜，以作為后期繩鋸突然斷裂后再次安置繩鋸的導引繩。5.根據權...

【專利技術屬性】
技術研發人員：任梅青，張軍，朱順華，沈永紅，陳曉榮，
申請(專利權)人：重慶南桐礦業有限責任公司，
類型：發明
國別省市：重慶;85