底抽巷穿層鉆孔條帶式預(yù)抽瓦斯技術(shù)研究與應(yīng)用

張秋國(guó)

摘 要：瓦斯是煤礦生產(chǎn)的主要威脅因素，礦井開采深度越深，地應(yīng)力與瓦斯壓力愈大，瓦斯災(zāi)害愈發(fā)嚴(yán)重。陶二煤礦作為突出礦井，在治理瓦斯時(shí)，一般選用順層鉆孔抽放瓦斯，但這種方式存在種種弊端。為了滿足治理工作的需要，積極引進(jìn)先進(jìn)的瓦斯治理技術(shù)與理念，根據(jù)礦井自身特點(diǎn)，因地制宜，選用“底板抽放巷+穿層預(yù)抽鉆孔”模式進(jìn)行瓦斯治理工作，通過近一年來的施工實(shí)踐，瓦斯治理效果明顯提高，大大減少瓦斯事故，提高了采掘工作面單進(jìn)水平，緩解了采掘接替緊張的局面。

關(guān)鍵詞：底抽巷；穿層鉆孔；預(yù)抽瓦斯；應(yīng)用

0 引言

煤炭是我國(guó)基礎(chǔ)能源，瓦斯一直是威脅煤礦生產(chǎn)的主要因素，隨著礦井開采深度加大，地應(yīng)力與瓦斯壓力逐步增加，瓦斯災(zāi)害愈發(fā)嚴(yán)重。陶二煤礦作為突出礦井，由于受地質(zhì)條件的限制，不具備開采保護(hù)層的條件，在對(duì)突出煤層進(jìn)行瓦斯治理時(shí)，一般選用順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯方式作為區(qū)域防突措施，但這種方法和瓦斯短兵相接，危險(xiǎn)系數(shù)較大，而且存在諸如鉆孔定位不精、成孔率低、封孔質(zhì)量差、抽采濃度低等一系列問題，有逐漸被取締的趨勢(shì)。因此，打鉆抽采作為瓦斯治理的有效手段如果跟不上瓦斯升級(jí)速度，則不僅影響礦井銜接，而且危及安全生產(chǎn)。

陶二煤礦瓦斯治理效果直接關(guān)系著礦井的生產(chǎn)和安全。通過在底抽巷內(nèi)施工穿層鉆預(yù)抽鉆孔，采用“一堵一注”封孔工藝、合理改進(jìn)抽放連接方式實(shí)現(xiàn)氣水分離等技術(shù)手段提高了瓦斯抽采濃度和負(fù)壓，瓦斯治理效果明顯，加快了采掘工作面單進(jìn)水平，緩解了采掘接替緊張的局面，確保了安全生產(chǎn)。

1 底抽巷穿層預(yù)抽鉆孔科學(xué)技術(shù)原理

穿層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯消突機(jī)理是：在突出煤層中布置一定數(shù)量的鉆孔，可以降低煤層局部壓力，使煤體內(nèi)應(yīng)力潛能得以釋放，進(jìn)行瓦斯抽采后，可有效降低煤層中瓦斯壓力和瓦斯含量。由于地應(yīng)力的釋放，煤層透氣性提高，同時(shí)由于煤層內(nèi)瓦斯的減少，煤體發(fā)生收縮變形，煤體強(qiáng)度增大[1]。

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

2.1 現(xiàn)場(chǎng)概況

（1）底抽巷布置

底抽巷布置在距2#煤層底板法距17m巖層內(nèi)，巷道斷面4.2*3.2（寬*高 單位：m）。

（2）穿層鉆孔布置

底抽巷穿層鉆孔條帶式預(yù)抽瓦斯，主要為煤巷掘進(jìn)服務(wù)，沿巷道走向每5m布置一組鉆孔，每組10個(gè)，鉆孔直徑94mm，控制待掘煤巷兩幫輪廓線外不少于15m范圍[2]。

（3）抽采連接

根據(jù)底抽巷穿層鉆孔施工特點(diǎn)，對(duì)鉆孔與抽采系統(tǒng)連接進(jìn)行了優(yōu)化，即鉆孔內(nèi)瓦斯與水通過鐵架時(shí)自行分離，鐵架上端口通過透明軟管、三通與瓦斯抽采管路連接，瓦斯密度小，可通過上端口直接進(jìn)入抽采系統(tǒng)；鐵架下端口通過透明軟管、三通與放水管相連，水的密度較大，由于自重通過下端口進(jìn)入放水管。

2.2 使用效果

（1）采用底抽巷穿層預(yù)抽鉆孔后，瓦斯抽采濃度由原來的15%以下提高到了50%～95%以上，瓦斯抽采濃度提高了3.3～6.3倍。瓦斯抽采負(fù)壓由原來的很快衰減至規(guī)定的抽采負(fù)壓13kPa以下，提高到了15kPa以上，且保持時(shí)間較長(zhǎng)。

（2）煤巷月單進(jìn)平均提高30m，等于節(jié)省人工費(fèi)用8.1萬元，全年可節(jié)省97.2萬元。

3 結(jié)束語

底抽巷穿層鉆孔條帶式預(yù)抽瓦斯技術(shù)既是實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯共采的方法又是實(shí)現(xiàn)消突的重要手段；其不僅具有消突范圍大，而且可實(shí)現(xiàn)打鉆抽采與掘進(jìn)時(shí)間分離，二者平行作業(yè)，實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)，對(duì)于礦井的安全生產(chǎn)及銜接有著重要意義，尤其是國(guó)家計(jì)劃取締順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯方式條件下，推廣應(yīng)用前景很廣[3]。

參考文獻(xiàn)

[1]王同彧.穿層鉆孔抽采消突技術(shù)研究與應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2013，（16）：110-110.

[2]范孝軍.張集煤礦13-1煤層底板穿層鉆孔優(yōu)化布置的分析與研究[J].煤，2012，21（5）：48-50.

[3]滑俊杰，張明杰，華敬濤.底抽巷預(yù)抽煤層條帶區(qū)域防突技術(shù)研究與應(yīng)用[J].煤礦現(xiàn)代化，2011，（1）：42-44.

（作者單位：冀中能源邯鄲礦業(yè)集團(tuán)有限公司通風(fēng)部）