一种断层群顺层钻孔全覆盖施工方法与流程

本发明涉及煤矿瓦斯治理领域，具体而言，涉及一种断层群顺层钻孔全覆盖施工方法。

背景技术：

1、在高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井瓦斯治理过程中，由于风排瓦斯量不能满足瓦斯治理的需要，在煤巷掘进和工作面回采过程中，回风侧瓦斯浓度偏高或持续升高，严重威胁煤矿的安全生产。因此，在高突矿井采掘作业之前需要进行瓦斯抽采，降低煤层瓦斯含量，保证矿井安全生产。目前，在煤矿瓦斯治理中，瓦斯抽采作为常用的方法进行广泛应用。

2、在断层附近，由于地应力的作用，往往造成煤层厚度发生变化，煤层坚固性系数偏小，在闭合类断层附近煤层透气性系数减小，瓦斯更容易积聚。在瓦斯压力和地应力作用下，在采掘作业过程中煤层突然失稳，瓦斯突然释放，容易造成瓦斯事故。

3、煤层顺层钻孔进行瓦斯抽采施工方便经济，煤孔段长，抽采效率高，作为常规方法在煤矿瓦斯治理中进行推广应用。但在钻孔施工过程中存在诸多问题：

4、1、施工顺层钻孔容易受到断层影响，存在见煤岩早，不易覆盖断层对盘煤层的情况出现，存在潜在的瓦斯治理空白带；

5、2、施工钻孔为达到对盘煤层，造成穿岩段较长，耗费时间和精力，大大增加钻孔施工成本，且钻孔施工准确度大大降低。

技术实现思路

1、本发明正是基于上述全部的技术问题，提出了一种断层群顺层钻孔全覆盖施工方法。

2、一种断层群顺层钻孔全覆盖施工方法，包括以下步骤：

3、s1、首先根据设计参数进行钻孔施工，在断层区域抽采钻孔；

4、s2、随着抽采钻孔的进行，根据抽采钻孔在断层区域施工期间遇到见煤岩的情况，继续穿岩施工岩孔18～22m，判断抽采钻孔施工是否遇到断层；

5、s3、穿岩施工岩孔18～22m之后，根据液压钻机给进压力或旋转压力的大小判断岩层是否有变软迹象，如果给进压力或旋转压力大小比正常施工岩孔时减小，即可判断岩层变软，说明钻孔施工钻孔接近煤层，可继续施工钻孔10-20m探测是否再次进入煤层，根据见煤岩情况、开孔位置和预计煤层厚度判断钻孔施工是否遇到断层；

6、s4、如果未变软，需考虑钻孔是否进入煤层顶板或底板，进行顶底板探测，调整钻孔倾角探测顶底板，根据探测结果，分析钻孔施工见煤岩的原因，调整钻孔施工参数；

7、s5、在钻孔施工期间根据见煤岩情况与设计参数的差别，判断断层发育过程中发生的变化，进一步调整钻孔施工参数；

8、s6、当断层落差小于煤层厚度，根据见煤岩长度、开孔位置和预计煤层厚度判断钻孔是否遇到断层；如果遇到断层或者煤层厚度发生变化，根据已经测定的抽采半径与施工钻孔的抽采范围相比较，判断是否满足煤层全覆盖的要求，如果不满足，即存在空白带，需要补充钻孔；

9、s7、当断层落差大于煤层厚度，若钻孔施工期间见煤岩段相对较长，且进入岩孔段之后无进入煤层迹象，根据步骤s2、s3的方法判断钻孔是否遇到断层；在施工大角度或小角度钻孔探测煤层的顶底板期间，同时观察钻孔是否能够施工至预计断层对盘而再次见煤，根据钻孔见煤岩情况判断断层落差大小，补充钻孔消除空白带；

10、s8、在钻孔施工过程中，根据以上步骤所述方法，结合钻孔施工过程中见煤岩情况和钻屑成分分析断层的发育变化，进而调整钻孔施工倾角或开孔位置等参数，保证断层区域施工抽采钻孔能够覆盖两盘煤层。

11、优选的，在步骤s2中，是否遇到断层的判断方法为：根据钻孔轨迹判断煤层厚度已经超过正常煤厚，即判断未遇到断层，钻孔进入煤层顶底板；如果施工岩孔20m左右，可能又见煤，根据推测煤层厚度判断钻孔可能遇到断层，需要进行下一步验证。

12、优选的，在步骤s5中，所述设计参数为钻孔的位置以及钻孔的数量，在钻孔施工期间根据探测分析煤厚是否与预测煤厚一致，如果不一致，判断断层发育过程中产生变化，断层落差变大或变小，进而调整钻孔施工倾角等参数。

13、优选的，在步骤s7中，采用步骤s6中的方法补充钻孔消除空白带。

14、优选的，在步骤s6和步骤s7中，所述补充钻孔包括增加钻孔数量和更换钻孔位置。

15、有益效果：

16、(1)本发明可以达到不留抽采空白带的目的，保证回采工作面的抽采效果和安全回采；

17、(2)本发明可以判断断层位置和断层落差，以此确定顺层钻孔开孔位置、倾角、孔深等施工参数；

18、(3)本发明根据见煤岩情况和煤屑成分，进行断层探测和分析，通过调整钻孔施工参数，达到钻孔覆盖断层上下盘煤层的施工要求。

技术特征：

1.一种断层群顺层钻孔全覆盖施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的断层群顺层钻孔全覆盖施工方法，其特征在于，在步骤s2中，是否遇到断层的判断方法为：根据钻孔轨迹判断煤层厚度已经超过正常煤厚，即判断未遇到断层，钻孔进入煤层顶底板；如果施工岩孔20m左右，可能又见煤，根据推测煤层厚度判断钻孔可能遇到断层，需要进行下一步验证。

3.根据权利要求1所述的断层群顺层钻孔全覆盖施工方法，其特征在于，在步骤s5中，所述设计参数为钻孔的位置以及钻孔的数量，在钻孔施工期间根据探测分析煤厚是否与预测煤厚一致，如果不一致，判断断层发育过程中产生变化，断层落差变大或变小，进而调整钻孔施工倾角等参数。

4.根据权利要求1所述的断层群顺层钻孔全覆盖施工方法，其特征在于，在步骤s7中，采用步骤s6中的方法补充钻孔消除空白带。

5.根据权利要求1所述的断层群顺层钻孔全覆盖施工方法，其特征在于，在步骤s6和步骤s7中，所述补充钻孔包括增加钻孔数量和更换钻孔位置。

技术总结本发明提供了一种断层群顺层钻孔全覆盖施工方法，包括分析断层位置、判断是否存在断层、分析断层的落差、分析钻孔煤岩情况以及煤屑的成分，根据上述判断分析的结果，调整钻孔的施工参数，形成煤层断层顺层钻孔全覆盖的施工方法，实现断层群上下盘煤孔全覆盖，建立瓦斯抽采通道。本发明可以达到不留抽采空白带的目的，保证回采工作面的抽采效果和安全回采；根据断层的位置和断层的落差，以此确定顺层钻孔开孔位置、倾角、孔深等施工参数；根据见煤岩情况和煤屑成分，进行断层探测和分析，通过调整钻孔施工参数，达到钻孔覆盖断层上下盘煤层的施工要求。技术研发人员：朱亚飞,冯钰,常辉,胡鹏,段艳龙,曹韶龙,周康华,田亚会受保护的技术使用者：郑州市工业和信息化局技术研发日：技术公布日：2024/7/23