霍爾辛赫3601工作面采空區(qū)抽采鉆孔階段性應(yīng)用分析

楊海飛

(山西煤炭進(jìn)出口集團(tuán)煤業(yè)公司 晉東南分公司，山西 長(zhǎng)治 046000)

3601工作面長(zhǎng)度約807 m，切眼長(zhǎng)度191 m。工作面于2019年2月15日開(kāi)始回采，工作面采用雙U型通風(fēng)方式，傾斜長(zhǎng)壁后退式采煤方法，綜合機(jī)械化放頂煤回采工藝。工作面日進(jìn)6～8 m，2019年3月30日，工作面已經(jīng)回采173 m左右，上隅角瓦斯治理措施為在輔助回風(fēng)巷施工高位鉆孔抽采采空區(qū)瓦斯的方法。通過(guò)頂板高位鉆孔抽采采空區(qū)，將向上隅角區(qū)域涌出瓦斯截流，從而達(dá)到控制上隅角瓦斯超限的目的。為了提高采空區(qū)瓦斯抽采效果，應(yīng)盡量將抽采鉆孔布置在頂板巖層中，在輔助回風(fēng)巷進(jìn)行鉆孔施工[1-4]。

1 采空區(qū)高位鉆孔設(shè)計(jì)

采空區(qū)抽采鉆孔設(shè)計(jì)：采用平行鉆孔抽采采空區(qū)瓦斯，鉆孔間距為3 m，鉆孔開(kāi)孔高度2 m，鉆孔長(zhǎng)度128 m，鉆孔與輔回夾角為45°，鉆孔仰角為16°(考慮鉆孔下垂)，鉆孔水平投影距回風(fēng)巷45 m，終孔距煤層頂板30 m。鉆孔直徑113 mm，鉆孔預(yù)計(jì)253個(gè)，總進(jìn)尺32 384 m。采用“兩堵一注”囊?guī)椒饪准夹g(shù)，封孔長(zhǎng)度12 m。

2 實(shí)際鉆孔施工情況

根據(jù)施工隊(duì)3601采空區(qū)鉆孔提供的實(shí)際施工參數(shù)，施工鉆孔傾角、方位角及深度與設(shè)計(jì)偏差不大，均按照設(shè)計(jì)層位施工。鉆孔施工情況見(jiàn)圖1。

圖1 3601采空區(qū)鉆孔施工(m)

3 抽采鉆孔分組導(dǎo)流管數(shù)據(jù)觀測(cè)

現(xiàn)觀測(cè)范圍分為7組，前3組于2019年3月初開(kāi)始接抽并進(jìn)行數(shù)據(jù)觀測(cè)，靠近工作面迎頭位置；中間有一段目前正在施工。然后，后4組鉆孔于3月23日開(kāi)始接抽，3月24日開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)觀測(cè)，后4組每3個(gè)鉆孔連接1個(gè)孔板，一共12個(gè)鉆孔[5]。數(shù)據(jù)觀測(cè)分組示意見(jiàn)圖2，采空區(qū)鉆場(chǎng)導(dǎo)流管抽采參數(shù)觀測(cè)數(shù)據(jù)(2 d進(jìn)行一次數(shù)據(jù)觀測(cè))見(jiàn)表1。

表1 采空區(qū)鉆場(chǎng)導(dǎo)流管抽采參數(shù)觀測(cè)數(shù)據(jù)

圖2 采空區(qū)抽采鉆孔數(shù)據(jù)觀測(cè)分組示意(m)

4 抽采數(shù)據(jù)與工作面推進(jìn)度效果分析

3月15日，工作面推進(jìn)80 m，此時(shí)第四組～第七組鉆孔還未接抽，已經(jīng)接抽的鉆孔為第一組～第三組鉆孔。但此時(shí)已經(jīng)推過(guò)第一組～第二組的位置，采空區(qū)部分已經(jīng)垮落，鉆孔已經(jīng)切斷。根據(jù)實(shí)測(cè)參數(shù)，鉆孔切斷前第一組、第二組鉆孔濃度大約在10%～20%，切斷后目前第一組～第二組的濃度下降較快，濃度只有2%～8%，混合量在8～15 m3/min范圍變化。第三組鉆孔此時(shí)抽采量及濃度均較大，濃度在15%～30%之間，混合量均在10 m3/min左右變化，單組純瓦斯量在1.5～3 m3/min。3月15日—3月25日，工作面早已經(jīng)推過(guò)第一組至第三組鉆孔。3月25日開(kāi)始觀測(cè)第四組至第七組鉆孔(23日左右接抽)；此時(shí)工作面推進(jìn)到141 m位置，此4組鉆孔不同程度被切斷。從觀測(cè)的抽采數(shù)據(jù)分析，目前第四組至第七組鉆孔，抽采濃度在25%～45%之間波動(dòng)，平均在30%以上，觀測(cè)單孔濃度平均在40%左右；抽采混合量為10～15 m3/min，平均14 m3/min；每組抽采純量在2～5 m3/min變化，平均3 m3/min左右。折算平均單孔純量在1 m3/min左右，此時(shí)抽采層位還不是太低，抽采的主要是卸壓瓦斯[6]。

3月29日左右，工作面推進(jìn)到168 m，此時(shí)第四組鉆孔抽采濃度有較大變化，初步分析是工作面將抽采鉆孔全部切斷，導(dǎo)致鉆孔抽采的是老采空區(qū)瓦斯，因此濃度較低；對(duì)比分析工作面推進(jìn)位置也證明了這一點(diǎn)，此時(shí)工作面剛好將第四組鉆孔完全切斷。

從目前所觀測(cè)及收集的資料初步分析，當(dāng)工作面回采時(shí)，正常續(xù)接上的采空區(qū)鉆孔，單孔抽采濃度在40%左右，單孔抽采純量為1～1.5 m3/min。

工作面完全推過(guò)抽采鉆孔以后，抽采鉆孔被切斷，此時(shí)抽采濃度和抽采純量大幅度下降，每組抽采濃度為2%～8%范圍內(nèi)，單組抽采純量在0.2～0.5 m3/min變化。

當(dāng)工作面推過(guò)鉆孔30 m后，抽采濃度下降至1%～2%，單組抽采純量在0.15 m3/min左右。工作面推過(guò)鉆孔60 m左右，單組抽采濃度有所上升，逐步穩(wěn)定在2%～4%，純流量穩(wěn)定在0.2～0.4 m3/min[7]。

從觀測(cè)數(shù)據(jù)效果分析，按現(xiàn)在參數(shù)施工的采空區(qū)高位鉆孔，鉆孔距工作面30～60 m位置時(shí)，抽采的瓦斯?jié)舛?、瓦斯純量較高，抽采效果最好。工作面推進(jìn)切斷鉆孔后效果不佳。工作面推過(guò)鉆孔60 m后，抽采濃度比較穩(wěn)定[8]。通過(guò)瓦斯鉆孔抽采效果分析，總結(jié)鉆孔與工作面推進(jìn)速度的關(guān)系，指導(dǎo)瓦斯鉆孔施工速度和超限距離，從而使抽采效果最大化，最大限度控制上隅角采空區(qū)瓦斯，保障工作面安全生產(chǎn)。