《迎面斜交钻孔瓦斯抽放技术应用实践.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《迎面斜交钻孔瓦斯抽放技术应用实践.doc（6页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、迎面斜交钻孔瓦斯抽放技术应用实践【摘要】文章介绍了迎面斜交钻孔瓦斯抽放理 论及其在平顶山天安煤业股份有限公司二矿的应用。 该技术在庚2023170采煤工作面实施后，取得了显 著成效，回风流瓦斯浓度、上隅角瓦斯浓度、切顶排 瓦斯浓度都显著降低，基本杜绝了瓦斯超限事故，提 高了采面月产水平，保证了矿井安全高效回采。【关键词】迎面斜交钻孔；瓦斯；抽放；上隅角 中图分类号： TD21 文献标识码 A 文章编号 1006-0278（2015）09-126-03一、引言 平顶山天安煤业股份有限公司二矿现所采庚 20 煤层采深达600850m,采掘过程中瓦斯涌出量较大， 回采期间瓦斯涌出量最大达1015 m
2、3/min，严重威 胁矿井安全生产。在庚组煤层瓦斯治理实践过程中， 先后采取预抽煤层瓦斯、上隅角风水联动、上隅角瓦 斯抽放、回风顺槽预裂爆破等措施，并取得了一定成 效，但工作面回采至瓦斯条带、过地质构造时，煤层 瓦斯涌出量会突然变大， 瓦斯问题仍制约着正常回采。 在瓦斯治理进一步探索中，迎面斜交钻孔的应用有效 减少了隅角瓦斯超限及回风瓦斯高值，保证了矿井安 全高效。二、迎面斜交钻孔瓦斯抽放理论 煤层上覆岩层一般由强度、厚度不等的不同岩性 的岩层组成，受采动影响，上覆岩层周期性垮落，形 成采场覆岩的横 “三区”（煤壁支撑影响区、 离层区和 重新压实区）和竖“三带”（冒落带、裂隙带、变曲下 沉带）
3、，并产生裂隙，如图 1 所示。迎面斜交钻孔是在回风顺槽内向煤层顶板所施工 的钻孔，以工作面采动压力形成的顶板裂隙为通道对 工作面煤壁及上隅角瓦斯进行抽放，能够降低上邻近 煤层瓦斯、采空区瓦斯涌向工作面的可能性，同时对 采空区下部瓦斯起到拉动作用，降低上隅角的瓦斯含 量。抽放初期，工作面距迎面斜交钻孔存在一定距离 时，所抽放的瓦斯主要是原始煤体释放的，以煤壁支 撑影响区内顶板的裂隙作为通道。随着工作面推进， 在采动影响下，工作面煤壁形成瓦斯解吸，这部分瓦 斯以煤壁、顶板裂隙为通道，在抽放负压作用下涌入 钻孔，可抽放出高浓度瓦斯。抽放后期，随着钻孔垂 高变小，接近或进入冒落带时，钻孔可抽放出较低浓
4、 度瓦斯。三、工作面概况庚 20-23170 采煤工作面位于二矿二水平庚三采 区东翼北部，东到庚组边界， 西到庚三专用回风下山， 南部庚 20-23150 未开采，北部与庚三采区泄水巷相 通。可采走向长1023.2m1026.7m,平均1024.9 m。 顶板为深灰色厚层状（L6）石灰岩，平均厚度为4.8m, 其上为厚度1.4m的灰黑灰色泥岩，再上为厚度0.83m 的庚 19煤层。庚 20-23170 工作面顶板致密坚硬,在回采过程, 上隅角易形成较大面积悬顶,顶板岩层在支承压力的 作用下周期性垮落成块体,顶板破断面以内岩层的宏 观裂隙很少。四、迎面斜交钻孔技术方案1. 钻孔布置：在回风顺槽超
5、前外 20m 的位置,向 顶板施工一组迎面斜交钻孔,每组钻孔 4 个,钻孔设 计深度4559m。在水平方向控制到风巷下帮煤壁向 机巷外偏水平距 8 33m 处,钻孔排间距控制在 10-15m，钻孔终孔均匀布置，钻孔孔深从风巷下帮向 机巷方向顶板斜交钻孔终孔孔深由低向高布置,具体 如图 2.图 3所示。2. 钻机型号：ZDY-4000型煤矿用全液压坑道钻机3. 钻孔施工参数如表 1 所示4. 钻孔质量及精度要求（1）钻孔方位、角度、孔深按设计施工，钻孔角 度误差不超过± 1°。打钻过程中若遇到顶板破碎带特 殊情况无法按设计要求施工时， 开孔位置可适当变动， 严格以现场条件为准
6、，钻孔方位、仰角、深度必须严 格按照参数进行施工。（ 2）钻孔施工完毕后，必须建立钻孔施工台帐。 台账内容有孔号、孔深、方位、角度、成孔时间、联 网等钻孔情况。（3）每班施工人员都要验证钻孔角度、 方位等参 数，发现有变动，应立即汇报。5. 封孔（1）钻孔封孔前，封孔段内的煤、岩粉必须用压 风清理干净。（2）封孔管采用直径不低于 3 寸的双抗管；（3）封孔料使用 1：1 聚氨酯进行封孔，封孔深 度不小于15m,封孔段长度不低于8m,外露不低于 300mm,做到封孔必须严密且要堵塞封孔管口；（4）由防突队抽采工负责钻孔与瓦斯抽放管路连 接；（5）所连钻孔做到每个钻孔要用孔板, 便于测量 抽放参数
7、；（6）施工完毕的钻孔要及时封孔。6. 抽放效果分析自 2014 年 4 月实施迎面斜交钻孔抽放后， 采面正 常回采期间瓦斯风排量明显降低，回风流瓦斯浓度由 0.40.6%下降至0.170.4%;采面上隅角瓦斯抽放量 明显减少，上隅角瓦斯抽放量由 2830042300m3下 降至1990057900 m3,迎面斜交钻孔瓦斯抽放量为 38000149800m3,抽放效果明显，提高了采面单产 水平，迎面斜交钻孔实施前后对比情况如表 2 所示。五、结束由表 2 可知，实施迎面斜交钻孔抽放瓦斯一个月 后，采面供风量较之前明显减少，减少量为 154m3/mi n，缓解了庚三采区通风压力；风排量由 10.
8、44m3/min 降至 5.61m3/min，降幅近 50%;回风流 瓦斯浓度由 0.4%降至 0.18%，基本杜绝了正常回采期 间的瓦斯高值现象；迎面斜交钻孔抽放量共计 491400m3。同时该工作面由抽放前的月产量 4.1万t 升至抽放后的8.1万t,这说明迎面斜交钻孔抽放技术 在该面得到了有效应用，保证了安全回采。六、结语通过迎面斜交钻孔抽放技术在庚 20-23170采煤 工作面的实施应用，有效提高了采面瓦斯抽放量，降低了采面供风量，控制了瓦斯超限现象的发生，实现采面平均月产量的提高，保证了矿井安全高效开采， 为庚组煤层瓦斯治理提供了解决方案，具有重要的社 会效益和经济效益。参考文献：1钱鸣高，石平五，许家林 .矿山压力与岩层控制M. 徐州：中国矿业大学出版社， 2010.2俞启香.矿井瓦斯防治 M. 徐州：中国矿业大学 出版社， 1992.3 周世宁瓦斯在煤层中流动的机理J.煤炭学报， 1990（1） .4 李建森，郝志勇，林柏泉迎面斜交钻孔瓦斯抽 放理论与应用效果分析 J 能源技术与管理， 2006（2）： 17.5 张铁岗矿井瓦斯综合治理技术M.北京：煤炭 工业出版社，2001.