高抽走向鉆孔治理瓦斯技術(shù)研究

陶榮軍

摘要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，煤礦行業(yè)的不斷發(fā)展，煤礦資源被大勢(shì)開發(fā)利用，社會(huì)各界人士也開始高度關(guān)注到煤礦生產(chǎn)過(guò)程的安全質(zhì)量問題。瓦斯治理作為煤礦開采過(guò)程的重中之重，是一個(gè)必不可缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到工作人員的生命安全和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。因此，現(xiàn)代煤礦企業(yè)要集合煤礦采區(qū)式瓦斯涌出特點(diǎn)和實(shí)際情況，有針對(duì)性的采取高抽走向鉆孔治理瓦斯技術(shù)，有效解決瓦斯超限問題，避免發(fā)生瓦斯事故，影響到煤礦的安全順利開采。本文將進(jìn)一步對(duì)高抽走向鉆孔治理瓦斯技術(shù)展開分析與探討。

關(guān)鍵詞：高抽走向鉆孔；瓦斯；治理技術(shù)

引言

當(dāng)前是一個(gè)經(jīng)濟(jì)全球化的時(shí)代，煤礦企業(yè)發(fā)展要與時(shí)俱進(jìn)，跟上時(shí)代前進(jìn)的腳步?；谛滦蝿?shì)下，國(guó)家對(duì)煤礦安全生產(chǎn)提出了更高的要求，煤礦企業(yè)要想在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)上脫穎而出，創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，就必須認(rèn)真好瓦斯治理工作，避免瓦斯生產(chǎn)事故的發(fā)生。煤礦企業(yè)管理部門要切實(shí)落實(shí)好“先抽后采、監(jiān)測(cè)監(jiān)控、以風(fēng)定產(chǎn)”的國(guó)家政策方針，通過(guò)科學(xué)應(yīng)用高抽走向鉆孔治理瓦斯技術(shù)，有效降低礦井下煤層瓦斯含量，確保為煤礦生產(chǎn)人員提供一個(gè)安全健康的工作環(huán)境，促進(jìn)煤礦開采的順利進(jìn)行。

一、工作面自然狀況

（一）自然狀況

該工作面屬于高瓦斯采取，瓦斯實(shí)際涌出量大，存在瓦斯超限問題。工作面走向長(zhǎng)度為650m，傾斜長(zhǎng)180m，總面積達(dá)到了13650m2，能夠開采的煤礦儲(chǔ)量為26.5萬(wàn)噸，煤層瓦斯含量為485萬(wàn)m3。

（二）煤層賦存狀態(tài)及其變化規(guī)律

回采工作區(qū)域的上煤層厚度范圍在1.3-1.75m，煤層中間夾帶了兩層0.03-0.06m的碳質(zhì)頁(yè)巖。其中上層夾石厚度在0.04-0.06m左右，外形呈現(xiàn)為灰黑色鱗片狀，攜帶了少量的黑炭；而下層夾石厚度則在0.06-0.07m，外形為黑色方塊狀，攜帶了較多的煤炭。上分層厚度為0.2-0.4m，以黑色半亮型煤為主，在某些區(qū)域?yàn)榘得?，中間煤高在0.15-03m左右。黑色半亮型塊狀質(zhì)好，煤層整體走向近南北，傾向西，傾角為14-19°，該區(qū)域煤層走向從南向北發(fā)展，煤層厚度慢慢開始加大，同時(shí)煤質(zhì)發(fā)育越來(lái)越好[1]。

煤層頂板：直接頂屬于硬質(zhì)白沙巖，巖層厚度在7.5-9m左右，偽定屬于碳質(zhì)頁(yè)巖，顏色呈現(xiàn)為灰黑色，水平層理厚度是0.3m。煤層底板：直接底屬于碳質(zhì)頁(yè)巖，層理偏硬，顏色狀態(tài)為灰黑相間，其厚度是0.7m。

（三）地質(zhì)構(gòu)造

結(jié)合工作人員對(duì)礦井下巷道的實(shí)際調(diào)查分析，該煤礦區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，不會(huì)造成對(duì)煤礦安全生產(chǎn)太大的影響。

二、工作面設(shè)備選型及瓦斯抽采方法

（一）工作面設(shè)備選用情況

根據(jù)工作面的實(shí)際生產(chǎn)情況，煤礦企業(yè)要有針對(duì)性選用采煤機(jī)、工運(yùn)機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、液壓支架以及皮帶運(yùn)輸機(jī)等設(shè)備，確保采煤運(yùn)輸作業(yè)的順利進(jìn)行。

（二）瓦斯抽放方法的選擇及其施工工藝

煤礦企業(yè)要根據(jù)自身的實(shí)際發(fā)展情況和條件，再結(jié)合該工作面煤層瓦斯含量和瓦斯涌出規(guī)律，有效采取科學(xué)瓦斯抽采治理方法。在該煤礦區(qū)域中實(shí)施高位瓦斯抽放治理技術(shù)，該技術(shù)能夠有效降低各煤層區(qū)域的瓦斯含量，實(shí)現(xiàn)工作面瓦斯抽放取得較好的抽采效果，從而防止了瓦斯生產(chǎn)事故的發(fā)生[2]。

三、高抽走向鉆孔治理瓦斯技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

（一）合理使用瓦斯抽放系統(tǒng)

根據(jù)該煤礦工作面的情況，決定選用地面集中瓦斯抽放系統(tǒng)，將地面泵站到排矸井抽放主管路設(shè)置為￠400mm 的管路，管路總長(zhǎng)度為1600m，分管路設(shè)置為￠300mm 管路，總長(zhǎng)度為3900m，瓦斯抽放管路總長(zhǎng)加起來(lái)為5500m。施工人員要在抽放管路上合理安裝8處放水器。

（二）科學(xué)選用抽放泵及鉆孔機(jī)型

煤礦企業(yè)要在該工作面地面有效建立起一個(gè)集中瓦斯抽采站，同時(shí)安裝設(shè)置好三臺(tái)型號(hào)為CBF630的抽放泵，該抽放泵額定流量是400m3/min，電機(jī)功率是450KW。煤礦井下設(shè)置了兩處移動(dòng)抽放泵，抽放泵型號(hào)是ZWY-110/132-G，額定流量是100m3/min，電機(jī)功率是142KW，對(duì)于鉆孔機(jī)型的選擇，煤礦企業(yè)可選用ZDY3200S型鉆機(jī)，能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)高抽走向鉆孔的技術(shù)使用要求。

（三）工作面鉆場(chǎng)布置

鉆場(chǎng)布置作為高抽走向鉆孔治理瓦斯技術(shù)應(yīng)用過(guò)程的重要環(huán)節(jié)，其直接關(guān)系到最終瓦斯抽放治理的實(shí)際效果。因此，煤礦企業(yè)要根據(jù)工作面的實(shí)際地質(zhì)情況和瓦斯分布特征，科學(xué)明確鉆場(chǎng)之間的位置關(guān)系，確保各個(gè)鉆孔能夠高效抽放出大量高濃度瓦斯[3]。在該工作面，施工技術(shù)隊(duì)伍要設(shè)置好兩個(gè)鉆場(chǎng)進(jìn)行瓦斯抽放作業(yè)，當(dāng)工作面距離鉆場(chǎng)15m以下，另外一個(gè)鉆場(chǎng)就能夠有效發(fā)揮出其作用。工作人員要根據(jù)煤礦工作面的回采速度和鉆孔速度，將仰角鉆場(chǎng)之間的距離設(shè)置為26-33m，而高位鉆場(chǎng)之間的距離設(shè)置為115-145m，這樣才能夠最大化提高瓦斯的抽放質(zhì)量和效率.

（四）鉆孔封閉工藝

當(dāng)鉆孔技術(shù)人員每施工完一個(gè)瓦斯抽采鉆孔后，就必須在第一時(shí)間進(jìn)行封孔作業(yè)，封孔工藝主要采用天固材料，使用“兩堵一注”的方法，用天固袋作為堵板，天固藥進(jìn)行填充，該封孔方法操作簡(jiǎn)單，封孔效果較好。

（五）回采過(guò)程中周期來(lái)壓與瓦斯抽放的關(guān)系

在煤礦回采過(guò)程中，采空區(qū)內(nèi)的瓦斯開始不斷涌出，從而導(dǎo)致大量高濃度瓦斯積聚在采面上轉(zhuǎn)角周圍，頂板壓力增大后，老頂會(huì)發(fā)生掉落現(xiàn)象，促使瓦斯從上轉(zhuǎn)角涌出，造成回風(fēng)中瓦斯含量持續(xù)加大，最終發(fā)生瓦斯超限問題

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采取高抽走向鉆孔治理瓦斯技術(shù)，可以發(fā)現(xiàn)上轉(zhuǎn)角處瓦斯?jié)舛冉档椭?.3-0.7%，確保了工作面煤礦的順利安全回采?；夭擅嫱七M(jìn)長(zhǎng)度與瓦斯抽放量關(guān)系如下圖1所示。

而高抽走向鉆孔治理瓦斯技術(shù)實(shí)施后，鉆孔垂直高度與瓦斯抽放效果的關(guān)系如下圖2所示。根據(jù)圖中可得知，鉆孔實(shí)際高度控制在6-14m范圍內(nèi)，具有最佳的瓦斯抽放效果。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，煤礦企業(yè)要想提高對(duì)工作面煤層瓦斯的治理水平，確保煤礦的安全高效生產(chǎn)，就必須結(jié)合工作面實(shí)際生產(chǎn)情況和條件，充分發(fā)揮出高抽走向鉆孔治理瓦斯技術(shù)的作用和優(yōu)勢(shì)，不斷降低采區(qū)瓦斯含量，確保瓦斯不會(huì)出現(xiàn)超限問題，也就避免了瓦斯事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1]程朋禮.高抽走向鉆孔治理瓦斯的應(yīng)用[J].科技論壇，2015（08）：34-38.

[2]崔海威.高抽走向鉆孔治理瓦斯的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù)，2013（02）：121-123.

[3]孫榮軍.頂板近水平長(zhǎng)鉆孔替代閉式高抽巷進(jìn)行瓦斯抽放的試驗(yàn)研究[J].煤田地質(zhì)與勘探，2015（05）：65-68.endprint