底板巷穿层孔预抽瓦斯区域防突技术探析

涂亚东（平顶山市天安煤业股份有限公司八矿防突队,河南 平顶山 467000）

底板巷穿层孔预抽瓦斯区域防突技术探析

涂亚东
（平顶山市天安煤业股份有限公司八矿防突队,河南 平顶山 467000）

随着社会主义市场经济的快速发展，我国煤矿事业也得到了极大的进步。瓦斯作为煤矿开采爆炸事故产生的主要因素，为避免此类事故的大量出现，相关单位必须重视瓦斯防治工作，才能有效提升煤矿开采的安全性。底板巷穿层孔预抽瓦斯区域防突技术作为瓦斯防治的主要技术，只有不断提升其技术水平，才能推动整个行业的发展。本文主要对瓦斯的概况、底板巷穿层孔预抽瓦斯区域防突技术的应用进行了分析与探究。

底板巷;穿层钻孔;抽放;瓦斯防治;概况;技术应用;煤矿事业;条带区域

作为我国基础能源，煤炭在国民经济发展中具有至关重要的作用。瓦斯作为长期影响煤矿生产安全的重要因素，在不断加大矿井开采深度的同时，瓦斯压力也随之不断提升，随着社会经济的不断发展及科学技术的不断进步，在扩大采掘工作机械化的过程中，也不断增加了采掘强度，这种情况的大量出现，将引发严重的瓦斯灾害。如2014 年6月3日重庆万盛经开区南桐矿业公司砚石台煤矿井下4406S2回采工作面发生一起重大瓦斯事故。其中5人安全升井，1人受伤，22人死亡。面对日益严重的瓦斯危害，人们越来越重视瓦斯防治工作。

1 瓦斯的概况

瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期，在厌氧菌作用下，纤维素和有机质分解形成。煤矿瓦斯是指天然气，在成煤过程中植物产生大量气体，也被叫做煤层气。腐植型有机质，由细菌分解后，将形成瓦斯，随后不断增加沉积物埋藏深度，在高温、高压作用下，煤层进入煤的碳化变质阶段，将减少煤的挥发性，增加固定煤，形成大量瓦斯，并在煤层与岩层孔隙与裂隙内进行存留。

作为一种热—链式反应，瓦斯爆炸内爆炸混合物进行相应能量吸收后，即可断裂反应分子，分离成游离基（2个或2个以上）。在一定条件下，将进一步分解各个游离基，进行游离基的再产生（2个或2个以上）。以此重复，在游离基不断增加的同时，其化学反应也逐渐加快，最后形成燃烧或爆炸式氧化反应。因此，瓦斯爆炸是在一定温度作用下相应浓度甲烷、氧气产生激烈氧化反应。在空气内瓦斯浓度在55%以上，将导致人快速窒息死亡，是煤矿生产中重要的安全事故。

2 底板巷穿层孔预抽瓦斯区域防突技术的应用

底板巷穿层孔预抽瓦斯区域防突技术作为瓦斯防治的重要技术之一，其技术水平的高低将直接影响到煤矿开采的进度及安全性，为此施工单位必须严格按照相关技术规定，与区域实际情况相结合，选用与之相适应的技术、方式，规范施工流程，才能提高煤矿开采的安全性，才能实现煤矿事业的经济效益与社会效益。

2.1 区域概况

某煤矿工作面地面标高在+158.15米到+187.29米之间，-300米到-380米为工作面标高，掘进工作面起伏较为平缓。890米为该工作面走向长度，129米为倾向长度，4.77米到11.5米之间为煤厚度，一般厚度控制在8.39米。-21度到-28度之间为煤层倾角，一般控制在25.3度。工作面范围内具有较为简单的地质构造，掘进范围必须穿过74—7背斜翼部，150米为轴部到切眼上口的距离，因构造条件的制约，煤层具有较大变化，将导致倾角不稳定，局部顶板将产生凹凸不平等现象。工作面揭露1条断层6F5断层，69度为其走向，159度为其倾向，55度为其倾角，7米为其落差值，位于切眼上口向下40米的位置，对瓦斯具有相应的影响。本区域瓦斯原有含量为每立方16.87t，1.41Mpa为瓦斯压力，煤层透气性系数每平方为1.2到1.8Mpa·d，归属于抽放煤层，0.24为煤的坚固性系数。

2.2 条带区域防突机理

保护层开采及煤层瓦斯预抽是现阶段区域防突技术的两大类型。作为效果良好的防突措施，预抽煤层瓦斯在本煤矿工作中得到了广泛地应用。底板抽放巷穿层钻孔条带区域预抽是将大量密集钻孔打在突出煤层巷道或其两边相应范围内，卸压媒体区域，并将瓦斯抽放，将其潜能释放出来，随后在相应时间段内进行煤层瓦斯预抽，进一步降低瓦斯压力和瓦斯含量，进而产生煤层收缩变形、地应力降低、提升透气系数等，最终实现煤巷掘进突出危险性消除的目标。

2.3 底板抽放巷区域防突技术的应用

（1）底板抽放巷设计与施工。该底板抽放巷走向长度为980米，与煤层岩柱厚度相距10到20米的老底灰黑色、细粒砂岩内，选用U型拱锚网喷支护作为底抽巷支护，3.6mX3.4m为其断面。在底板抽放巷施工过程中，为确保穿层钻孔质量，必须同时进行预抽与巷道掘进施工，遵循相关规定，在巷道一边底抽巷两帮交错掘钻场，将其间距合理控制在15到20米之间。

（2）穿层钻孔技术施工。该底抽巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯顺着走向对下顺槽条带进行有效控制，钻孔顺着其倾向对巷道位置进行布设控制，确保在其上帮轮廓线外20米以上，下帮10米以上。将一组钻场设置在抽放钻场内，7排抽放钻孔设置在各组钻场，5个为一排，钻孔数量为35个，5米为钻孔终孔间距。选用立固安与水泥砂浆相互配合的方式对钻孔进行封孔施工，一般将其深度控制在8米，并对其抽放浓度、流量进行充分了解与分析，确保集流器与抽放泵站主管路相连接，进行抽放施工。

（3）穿层钻孔抽放效果。13307.5米为穿层钻孔施工抽放煤孔长度，瓦斯累计抽出143.22万立方米，55%为瓦斯总抽放率。穿层钻孔抽放在底板抽放巷进行，岩石钻孔内设置封孔段，在动压及其他情况下影响不大，能够确保封孔的紧密性，瓦斯单组抽放浓度可超过1/3，瓦斯浓度可在大于15%的范围进行稳定，由此可见，该方式具有良好的抽放作用。

（4）穿层钻孔区域措施。在该底抽巷进行6个月区域瓦斯治理预抽煤层瓦斯作业后，区域措施效果检测可通过煤层残存瓦斯含量方式进行测定。检验测试点可设置在煤巷条带间隔50米的位置，确保其分布的均匀性，在较为复杂的地质下，可进行检验测试点的增加。

3 结束语

综上所述，伴随科学技术的不断进步，我国煤矿开采安全管理技术水平也得到了极大的提升。瓦斯防治效果是否良好直接关系着煤矿开采施工的质量与安全。底板巷穿层孔预抽瓦斯区域防突技术在煤矿开采瓦斯防治中的广泛应用与推广，对煤矿爆炸事故率可以有效降低及控制，为此，施工单位必须重视该技术的应用，不断研究与改进技术，提升技术水平，为煤矿事业的可持续发展提供可靠的保障。

[1]王平虎.顺层定向长钻孔预抽瓦斯区域防突技术在特大型突出矿井中的应用[J].矿业安全与环保,2011（03）.