【技術實現步驟摘要】
本申請涉及瓦斯氣抽采領域，尤其涉及一種基于注漿固化的煤層瓦斯截抽防突方法。
技術介紹
1、煤層瓦斯截抽防突的抽采技術是指在煤礦開采過程中，通過在煤層中布設特定的抽采系統，對煤層中的瓦斯進行預先抽采和治理的一種綜合性工程技術措施。該技術旨在降低煤層瓦斯含量，預防煤與瓦斯突出災害，確保煤礦安全生產。其核心是在煤層開采之前，通過科學的工程設計和施工，建立起有效的瓦斯抽采系統，實現煤層瓦斯的高效治理。主要應用于煤與瓦斯突出礦井的防突治理工作，尤其適用于具有下列特征的礦區：瓦斯含量高、地質構造復雜、煤層賦存條件差、突出危險性大的煤礦。通過該技術的實施，可以顯著降低煤層瓦斯含量，改善煤層物理力學性質，有效預防煤與瓦斯突出事故的發生，同時實現瓦斯資源的綜合利用，具有顯著的經濟效益和社會效益。
2、傳統的瓦斯治理方法主要包括水力割縫增透技術是另一種常用的瓦斯治理方法，通過高壓水射流在煤層中形成裂隙網絡，提高煤層透氣性。但該技術受煤層條件限制較大，且存在設備投入大、工程成本高等問題。壓裂技術通過向煤層注入壓裂液，在煤層中形成人工裂隙，提高煤層透氣性。該技術雖然效果明顯，但存在環境污染風險，且可能影響煤層穩定性。現有瓦斯治理技術普遍存在抽采效率低、影響范圍小的問題。受限于煤層滲透性，往往需要布設大量鉆孔才能實現有效抽采，這不僅增加了工程投入，也延長了治理周期。在復雜地質條件下適應性差。在斷層發育、褶皺發育區域，常規抽采方法難以準確定位高瓦斯富集區，導致抽采效果不理想，無法有效預防突出事故的發生。
3、因此，亟需一種技術方案，
技術實現思路
1、為了解決現有技術的不足，本申請實施例披露了一種基于注漿固化的煤層瓦斯截抽防突方法。本申請解決了現有技術施工難度大，危險性高等技術問題。
2、本申請實施例披露了一種基于注漿固化的煤層瓦斯截抽防突方法，包括：在巷道兩側開鑿耳朵鉆場，根據鉆孔布置參數進行施工鉆孔，清理巖屑后插入無縫鋼管，并按預設間距布置注漿管；配制注漿材料，以計算注漿量，并按照遞進式升壓方案由上至下依次完成注漿；在巷道迎頭前方布設全斷面注漿孔，并采用分區分層方式進行注漿，以形成內外兩層固化區；其中包括：在巷道迎頭前方規定范圍內布設全斷面注漿孔；沿巷道斷面輪廓按照預設間距布設注漿孔，安裝聚乙烯管；采用分區分層方式進行注漿，將斷面劃分為上中下三個區域；根據巷道輪廓線到固化區邊界的距離計算固化區面積，以將每個區域分為內外兩層固化區進行注漿；在注漿區內外側布置瓦斯抽放孔，并通過輔運巷及聯絡巷布設穿層或順層瓦斯抽采鉆孔；將固化區內外側的瓦斯抽放孔分別與抽采管路連接，在預設壓力范圍內進行持續抽采；其中包括：基于瓦斯流量的非線性方程對抽采進行控制；所述非線性方程包括：,其中，表示t時刻的抽采流量，表示煤層滲透率，表示原始煤層壓力，表示抽采負壓，表示壓力衰減系數，表示瓦斯動力粘度，表示氣體常數，表示絕對溫度。
3、一種可以的實現方式中，其中，在巷道兩側開鑿耳朵鉆場，根據鉆孔布置參數進行施工鉆孔，清理巖屑后插入無縫鋼管，并按預設間距布置注漿管，包括：在巷道一側或兩側開鑿耳朵鉆場，所述耳朵鉆場的凈空斷面不小于規定尺寸；根據巷道斷面寬度和高度，確定單排鉆孔數量和鉆孔排數；采用液壓履帶式鉆機，按照預設間距和傾角依次施工鉆孔；采用壓縮空氣清理鉆孔內巖屑，將無縫鋼管插入鉆孔；在巷道輪廓線外側按照預設間距布置注漿管，并按照由上至下的順序完成布設。
4、一種可以的實現方式中，其中，配制注漿材料，以計算注漿量，并按照遞進式升壓方案由上至下依次完成注漿，包括：選用普通硅酸鹽水泥作為基礎材料，并按照預設質量比配制注漿材料；根據鉆孔直徑和長度計算單個鉆孔的理論注漿體積；按照溢出系數計算所需注漿材料用量；采用注漿泵通過高壓軟管輸送注漿材料；采用遞進式升壓方案進行注漿，按照由上至下順序完成注漿。
5、一種可以的實現方式中，其中，在注漿區內外側布置瓦斯抽放孔，并通過輔運巷及聯絡巷布設穿層或順層瓦斯抽采鉆孔，包括：在注漿孔的同向位置布置瓦斯抽采系統；在注漿區內側與外側分別布置瓦斯抽放孔；在固化區域外延規定范圍內，通過相鄰的輔運巷及聯絡巷布設穿層或順層瓦斯抽采鉆孔。
6、一種可以的實現方式中，其中，將固化區內外側的瓦斯抽放孔分別與抽采管路連接，在預設壓力范圍內進行持續抽采，包括：將固化區內側的瓦斯抽放孔與抽采管路連接；對固化區內側的瓦斯進行持續抽采；將固化區外側的瓦斯抽放孔與抽采管路連接；對固化區外側的瓦斯進行持續抽采；保持抽采壓力在預設范圍內。
7、一種可以的實現方式中，其中，根據巷道斷面寬度和高度，確定單排鉆孔數量和鉆孔排數，包括：，，其中，表示單排鉆孔的數量，表示巷道斷面寬度，表示巷道斷面高度，表示鉆孔的排數，表示向上取整運算。
8、一種可以的實現方式中，其中，根據巷道輪廓線到固化區邊界的距離計算固化區面積，以將每個區域分為內外兩層固化區進行注漿，包括：，，其中，表示內側固化區的理論面積，表示巷道輪廓線到固化區邊界的基準距離，表示外側固化區的理論面積。
9、在如上所披露的一種基于注漿固化的煤層瓦斯截抽防突方法中，本申請實施例通過管棚注漿支護技術對前掘巷道圍巖進行超前控制，防止冒頂誘導突出。進一步地，在一些實施例中，通過注漿固化技術對前掘巷道的全斷面煤巖體進行加固，改善煤巖體結構，降低突出指標k1值。進一步地，在一些實施例中，通過截抽孔將被注漿固化后隔離的瓦斯抽離斷層群段煤層群區域，形成注漿、固化、截抽綜合防突揭煤技術體系，能夠對深井巷道過斷層帶或煤層群的瓦斯進行安全快速抽采。
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1.一種基于注漿固化的煤層瓦斯截抽防突方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的煤層瓦斯截抽防突方法，其特征在于，其中，在巷道兩側開鑿耳朵鉆場，根據鉆孔布置參數進行施工鉆孔，清理巖屑后插入無縫鋼管，并按預設間距布置注漿管，包括：
3.根據權利要求1所述的煤層瓦斯截抽防突方法，其特征在于，其中，配制注漿材料，以計算注漿量，并按照遞進式升壓方案由上至下依次完成注漿，包括：
4.根據權利要求1所述的煤層瓦斯截抽防突方法，其特征在于，其中，在注漿區內外側布置瓦斯抽放孔，并通過輔運巷及聯絡巷布設穿層或順層瓦斯抽采鉆孔，包括：
5.根據權利要求1所述的煤層瓦斯截抽防突方法，其特征在于，其中，將固化區內外側的瓦斯抽放孔分別與抽采管路連接，在預設壓力范圍內進行持續抽采，包括：
6.根據權利要求2所述的煤層瓦斯截抽防突方法，其特征在于，其中，根據巷道斷面寬度和高度，確定單排鉆孔數量和鉆孔排數，包括：
7.根據權利要求1所述的煤層瓦斯截抽防突方法，其特征在于，其中，根據巷道輪廓線到固化區邊界的距離計算固化區面積，以將每個
...【技術特征摘要】
1.一種基于注漿固化的煤層瓦斯截抽防突方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的煤層瓦斯截抽防突方法，其特征在于，其中，在巷道兩側開鑿耳朵鉆場，根據鉆孔布置參數進行施工鉆孔，清理巖屑后插入無縫鋼管，并按預設間距布置注漿管，包括：
3.根據權利要求1所述的煤層瓦斯截抽防突方法，其特征在于，其中，配制注漿材料，以計算注漿量，并按照遞進式升壓方案由上至下依次完成注漿，包括：
4.根據權利要求1所述的煤層瓦斯截抽防突方法，其特征在于，其中，在注漿區內外側布置瓦斯抽放孔，并通過...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李希建，蔡俊杰，王澤宇，李敖，夏婷，陳守坤，
申請(專利權)人：貴州大學，
類型：發明
國別省市：
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