利用低位抽采巷穿層治理煤巷條帶瓦斯技術(shù)應(yīng)用

謝明慧

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán) 晉中公司，山西 晉中 030606）

1 概 況

低位抽采巷為山西左權(quán)縣部分煤礦為治理采煤工作面頂板臨近層及采空區(qū)瓦斯，在煤層頂板約10～15 m、距工作面回風(fēng)順槽約15 m 位置開(kāi)掘的一條專(zhuān)用瓦斯抽采巷道。煤巷條帶主要是指煤巷掘進(jìn)工作面待掘巷道及兩側(cè)一定范圍內(nèi)的煤體。穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯是區(qū)域防突措施的一種，主要利用頂（底） 板巖巷向待掘巷道實(shí)施穿層鉆孔進(jìn)行瓦斯治理。盤(pán)城嶺礦利用150109 低位抽放巷（巖巷），采用普通履帶式鉆機(jī)，向150107 運(yùn)輸順槽（煤巷） 待掘區(qū)域?qū)嵤┐鱼@孔進(jìn)行瓦斯治理，以掩護(hù)煤巷的順利快速掘進(jìn)。

150107 運(yùn)輸順槽巷道高3.8 m×寬4.8 m，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度900 m。位于一采區(qū)南部，西部為150109回風(fēng)順槽（現(xiàn)為實(shí)煤區(qū)），東部為150107 工作面（現(xiàn)為實(shí)煤區(qū)）。地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，煤層厚度5.3 m，煤層結(jié)構(gòu)上部煤1.08 m，中部1 層夾矸，厚度0.50 m，下部煤3.72 m。預(yù)測(cè)原始瓦斯含量12 m3/t，屬突出危險(xiǎn)區(qū)。150109 低位抽放巷（巖巷） 設(shè)計(jì)高4 m×寬3 m，距150107 運(yùn)輸順槽平距40 m 左右，垂距7.65 m 左右（沿K2 灰?guī)r底）。

2 瓦斯治理

2.1 穿層預(yù)抽鉆孔方案

在150109 高抽巷施工穿層鉆孔預(yù)抽150107 運(yùn)輸順槽煤層瓦斯，鉆孔穿透15 號(hào)煤層，控制待掘巷道全長(zhǎng)及兩幫輪廓線外15 m 范圍。高抽巷每4 m 布置1 組預(yù)抽鉆孔（11 個(gè)），每組孔深615 m，共設(shè)計(jì)2 530 個(gè)，進(jìn)尺14.15 萬(wàn)m。穿層預(yù)抽鉆孔如圖1 所示。

圖1 穿層預(yù)抽鉆孔示意Fig. 1 Pre- pumping borehole through layers

2.2 工 藝

封孔采用工藝 “兩堵一注”，封孔段長(zhǎng)度12 m。因施工下向孔，選用排水排渣裝置進(jìn)行排水排渣，同時(shí)全程下設(shè)篩管，確保抽采效果。

3 比 對(duì)

3.1 鉆孔施工費(fèi)用成本

150107 運(yùn)輸順槽長(zhǎng)度900 m，穿層預(yù)抽鉆孔施工35 元/m，順層預(yù)抽鉆孔12 元/m，定向長(zhǎng)鉆孔850 元/m，進(jìn)行比對(duì)。

采用穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯，預(yù)計(jì)施工進(jìn)尺14.15 萬(wàn)m，共計(jì)瓦斯治理費(fèi)用404.45萬(wàn)元。

采用定向長(zhǎng)鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯，預(yù)計(jì)施工3 個(gè)循環(huán)，3 個(gè)鉆場(chǎng)，施工進(jìn)尺8 748 m，共計(jì)瓦斯治理費(fèi)用749.58 萬(wàn)元。

3.2 瓦斯治理時(shí)間

采用穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施，必須先施工150109 高抽巷，高抽巷掘進(jìn)采用機(jī)掘，鉆孔滯后高抽巷迎頭100 m 范圍。高抽巷按每月掘進(jìn)100 m，預(yù)計(jì)施工270 d （9 個(gè)月）；打鉆治理滯后掘進(jìn)30 d。需要施工230 個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán)需要2 d；掘進(jìn)按打鉆治理后30 d，掘進(jìn)按8 m/d，150107 運(yùn)輸順槽抽、掘完畢，需要330 d。

采用定向長(zhǎng)鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施，預(yù)計(jì)施工3 個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán)瓦斯治理時(shí)間90 d 計(jì)算，掘進(jìn)按8 m/d，150107 運(yùn)輸順槽抽、掘進(jìn)完畢需要383 d。

3.3 抽采效果對(duì)比

巖巷穿層鉆孔由于封孔段在巖石內(nèi)，相較煤層內(nèi)裂隙發(fā)育較少，封孔效果好，抽采瓦斯?jié)舛扔泻艽筇岣?。原煤巷順層預(yù)抽鉆孔平均瓦斯?jié)舛葹?0%～50%，采用穿層預(yù)抽鉆孔平均瓦斯?jié)舛瓤蛇_(dá)到80%～90%，抽采濃度提高近一倍。

4 結(jié) 論

（1） 通過(guò)比對(duì)，采用穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯費(fèi)用成本更低，瓦斯治理時(shí)間更短。

（2） 采用穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯，不僅解決了該工作面回采期間采空區(qū)和臨近層瓦斯問(wèn)題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)臨近工作面煤巷掘進(jìn)區(qū)域瓦斯治理，解決了該礦因無(wú)法布置底抽巷和鄰近煤巷瓦斯治理問(wèn)題，達(dá)到了一巷多用，為礦井安全高產(chǎn)高效的建設(shè)提供可靠保障。