【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及礦井瓦斯治理，特別是涉及一種井下治理瓦斯超限的結構及方法。
技術介紹
1、瓦斯災害是影響礦井正常生產的重要因素之一。工作面回采過程中，除卻本煤層基本瓦斯涌出，由于頂板垮落對臨近層的卸壓增透，導致回采區與臨近層貫通，使得瓦斯涌出至采空區內。受采煤工作面正常通風的影響，工作面與采空區形成負壓，由于壓差的作用，瓦斯由臨近層及采空區涌入工作面。在工作面上隅角處，頂煤處于懸空狀態，瓦斯積聚，導致瓦斯超限，影響工作面正常生產。
2、目前，處理采空區涌向工作面瓦斯的方法主要包括低位鉆進、埋管抽采、對臨近層瓦斯抽放等方法，對于負壓瓦斯流動存在一定的缺陷。部分礦井采用布置多巷，設置瓦斯抽排巷，密閉后對采空區進行瓦斯抽采，此方法消耗了大量的資源，且需設置聯絡巷，在回采過程中，聯絡巷的支護與密閉存在一定的困難。對于上隅角瓦斯積聚尚沒有好的解決方法。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種井下治理瓦斯超限的結構及方法，以解決上述現有技術存在的問題，能夠避免工作面上隅角瓦斯積聚超限。
2、為實現上述目的，本專利技術提供了如下方案：
3、本專利技術提供一種井下治理瓦斯超限的結構，包括：
4、第一鉆孔，至少兩個所述第一鉆孔分別自巷道的第一鉆孔布置區域斜向上延伸，且兩個所述第一鉆孔末端與所述第一鉆孔布置區域之間的垂直距離分別為第一高度和第二高度；
5、第二鉆孔，自第一鉆孔布置區域沿所述第一鉆孔軸向延伸，所述第二鉆孔與第一鉆孔同軸，且所
6、管道，依次穿過所述第二鉆孔和第一鉆孔，所述管道末端伸至第一高度或第二高度位置處，所述管道首端外接抽氣裝置，且所述管道側壁上開設有進氣孔；
7、封堵件，固定設于所述第二鉆孔內，能夠將所述第二鉆孔封堵，且所述管道首端貫穿所述封堵件。
8、優選的，所述第一高度為巷道上方垮落帶位置與第一鉆孔布置區域之間的垂直距離，所述第二高度為巷道上方裂隙帶位置與第一鉆孔布置區域之間的垂直距離。
9、優選的，所述第二鉆孔末端沿所述第一鉆孔軸向延伸至第一長度，所述第一長度為第二鉆孔首端至巷道硬巖區域位置處的軸向長度。
10、優選的，所述封堵件包括第一封堵層和第二封堵層，所述第一封堵層的軸向長度為第一封閉長度，所述第二封堵層的軸向長度為第二封閉長度；所述第一封閉長度和第二封閉長度之和小于所述第一長度。
11、優選的，所述第一封堵層采用發泡聚合材料制成，所述第二封堵層采用速凝水泥材料制成。
12、優選的，所述管道包括同軸布置的支撐管和進氣管，所述支撐管固定于所述第一鉆孔內，所述進氣管穿設于所述支撐管內，所述支撐管上開設有多個防塌陷孔，所述進氣管上開設有多個所述進氣孔；所述進氣管首端貫穿所述封堵件。
13、優選的，所述第一鉆孔布置區域與工作面之間的水平距離為第一間距。
14、優選的，所述第一鉆孔布置區域遠離工作面一端設有第二鉆孔布置區域，所述第二鉆孔布置區域與第一鉆孔布置區域之間的水平距離為第二間距；所述第二鉆孔布置區域處設置有與所述第一鉆孔布置區域結構相同的第一鉆孔、第二鉆孔、管道和封堵件。
15、優選的，所述第二間距與所述第一間距之比為0.2:1～0.5:1。
16、本專利技術還提供一種井下治理瓦斯超限的方法，包括如下步驟：
17、在第一鉆孔布置區域處設置第一鉆場，并鉆設第一鉆孔和第二鉆孔；
18、自第二鉆孔首端沿軸向穿入管道，并在第二鉆孔內布置封堵件；
19、采空區及上隅角出現頂板裂隙下沉，采空區及上隅角瓦斯沿裂隙擴散至第一高度及第二高度位置，啟動抽氣裝置，通過第一鉆孔及對應管道對擴散瓦斯進行抽取。
20、本專利技術相對于現有技術取得了以下技術效果：
21、本專利技術至少兩個第一鉆孔采用不同層位布置，不同層位的第一鉆孔能有效保證瓦斯氣體的抽放。封堵件能夠保證抽取瓦斯時，瓦斯氣體能夠進入管道，且抽放氣體不會進入巷道或者工作面；當采空區及上隅角出現頂板裂隙下沉，采空區及上隅角瓦斯沿裂隙擴散至第一高度及第二高度位置，啟動抽氣裝置，瓦斯進入第一鉆孔對應的管道內，實現對擴散瓦斯的抽取，避免了瓦斯在上隅角的積聚。
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1.一種井下治理瓦斯超限的結構，其特征在于：包括：
2.根據權利要求1所述的井下治理瓦斯超限的結構，其特征在于：所述第一高度為巷道上方垮落帶位置與第一鉆孔布置區域之間的垂直距離，所述第二高度為巷道上方裂隙帶位置與第一鉆孔布置區域之間的垂直距離。
3.根據權利要求1所述的井下治理瓦斯超限的結構，其特征在于：所述第二鉆孔末端沿所述第一鉆孔軸向延伸至第一長度，所述第一長度為第二鉆孔首端至巷道硬巖區域位置處的軸向長度。
4.根據權利要求3所述的井下治理瓦斯超限的結構，其特征在于：所述封堵件包括第一封堵層和第二封堵層，所述第一封堵層的軸向長度為第一封閉長度，所述第二封堵層的軸向長度為第二封閉長度；所述第一封閉長度和第二封閉長度之和小于所述第一長度。
5.根據權利要求4所述的井下治理瓦斯超限的結構，其特征在于：所述第一封堵層采用發泡聚合材料制成，所述第二封堵層采用速凝水泥材料制成。
6.根據權利要求1所述的井下治理瓦斯超限的結構，其特征在于：所述管道包括同軸布置的支撐管和進氣管，所述支撐管固定于所述第一鉆孔內，所述進氣管穿設于所述支
7.根據權利要求1所述的井下治理瓦斯超限的結構，其特征在于：所述第一鉆孔布置區域與工作面之間的水平距離為第一間距。
8.根據權利要求7所述的井下治理瓦斯超限的結構，其特征在于：所述第一鉆孔布置區域遠離工作面一端設有第二鉆孔布置區域，所述第二鉆孔布置區域與第一鉆孔布置區域之間的水平距離為第二間距；所述第二鉆孔布置區域處設置有與所述第一鉆孔布置區域結構相同的第一鉆孔、第二鉆孔、管道和封堵件。
9.根據權利要求8所述的井下治理瓦斯超限的結構，其特征在于：所述第二間距與所述第一間距之比為0.2:1～0.5:1。
10.一種井下治理瓦斯超限的方法，其特征在于：包括如下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種井下治理瓦斯超限的結構，其特征在于：包括：
2.根據權利要求1所述的井下治理瓦斯超限的結構，其特征在于：所述第一高度為巷道上方垮落帶位置與第一鉆孔布置區域之間的垂直距離，所述第二高度為巷道上方裂隙帶位置與第一鉆孔布置區域之間的垂直距離。
3.根據權利要求1所述的井下治理瓦斯超限的結構，其特征在于：所述第二鉆孔末端沿所述第一鉆孔軸向延伸至第一長度，所述第一長度為第二鉆孔首端至巷道硬巖區域位置處的軸向長度。
4.根據權利要求3所述的井下治理瓦斯超限的結構，其特征在于：所述封堵件包括第一封堵層和第二封堵層，所述第一封堵層的軸向長度為第一封閉長度，所述第二封堵層的軸向長度為第二封閉長度；所述第一封閉長度和第二封閉長度之和小于所述第一長度。
5.根據權利要求4所述的井下治理瓦斯超限的結構，其特征在于：所述第一封堵層采用發泡聚合材料制成，所述第二封堵層采用速凝水泥材料制成。
6.根據權利要求1...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉沖，王俊峰，李崗，嚴國超，孔少奇，李琨杰，程志峰，安磊，
申請(專利權)人：太原理工大學，
類型：發明
國別省市：
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