高位钻孔抽采在煤矿瓦斯治理中的应用

张　超

(山西省潞安集团漳村煤矿)



高位钻孔抽采在煤矿瓦斯治理中的应用

张超

(山西省潞安集团漳村煤矿)

摘要针对某矿3304工作面瓦斯涌出量大的问题，介绍了高位钻孔抽采的钻孔布置及施工参数，分析了钻孔对采空区瓦斯抽采效果。实践表明：高位钻孔抽采浓度高，抽采纯量大，抽采瓦斯效果好，有效解决了工作面上隅角及回风巷瓦斯超限的问题，保证工作面的安全生产。

关键词高位钻孔采空区抽采浓度抽采纯量

近年来，随着煤矿开采深度的不断增加，推进速度不断加快，导致工作面瓦斯涌出量不断增多，工作面上隅角瓦斯超限，威胁矿井的安全生产。采空区瓦斯及上隅角瓦斯超限的主要防治措施是抽采，主要方法有上隅角插管、高位钻孔及高抽巷等[1-2]。长期以来，煤矿高位钻孔抽采已成为瓦斯治理的重要手段[3]。

根据回采工作面矿山压力显现规律，随着工作面推进，在煤层周围形成一个采动压力场，在采动压力场及其周围形成“竖三带”即冒落带、裂隙带和弯曲下沉带[4-6]，此理论为实施高位钻孔抽放瓦斯提供了必要条件。本文以某煤矿3304工作面为研究对象，分析高位钻孔对采空区瓦斯抽放效果，为该矿井瓦斯治理提供依据。

1　工作面概况

该煤矿3304工作面走向长686.95 m，倾斜长220 m，面积151 129 m2；工作面地面标高1 045～1 184.7 m，煤层底板标高452～472 m；煤层厚4.60～4.80 m，平均4.7 m；煤层倾角1°～8°，平均6°；绝对瓦斯涌出总量为7.81 ～ 33.26 m3/min，平均 22.59 m3/min。采用走向长壁一次采全高后退式自然垮落综合机械化采煤法开采。

2　高位钻孔施工工艺

2.1钻孔施工参数及布置

3304工作面采取以高位钻孔为主的抽采方法，该工作面在6横川设计了一个钻场，该钻场设计施工5个走向高位钻孔。钻孔开孔布置在横川靠近顶板处，各个钻孔开孔间距1 m。高位钻孔施工参数如表1所示，钻孔布置如图1所示。

表1　高位钻孔施工参数

图1　高位钻孔

2.2钻孔封孔工艺

钻孔封孔质量直接影响钻孔孔口的抽采负压及瓦斯抽采效果，采用聚氨酯封孔工艺，每个钻孔施工完成后，在孔内全程塞入1吋花管，安设1个孔板流量计和1个水箱，连入主管路进行抽采，封孔段长度不少于8 m。

3　高位钻孔抽采效果分析

根据现场抽采数据整理分析，绘制出高位钻孔抽采浓度及纯量随终孔与工作面距离的变化曲线，如图2所示。

由图2(a)可知，在抽采期间，高位钻孔抽采浓度最大达到85%，最小达到50%，平均62%。从图2(b)可以看出，高位钻孔抽采纯量最大值10.5 m3/min，最小1.2 m3/min，且抽采纯量呈现由小增大、再减小的趋势，符合抛物线分布。由此可知，高位钻孔抽放具有抽采浓度高，抽采纯量大的特点。

图2　高位钻孔抽采浓度及纯量随终孔与工作面距离的变化曲线

经过实测数据整理，得到高位钻孔抽采期间上隅角瓦斯浓度、工作面瓦斯浓度及回风巷瓦斯浓度变化曲线，如图3所示。

图3　高位钻孔抽采时瓦斯浓度变化曲线 ◆—上隅角；■—工作面；▲—回风巷

从图3可以看出，高位钻孔抽采期间上隅角瓦斯浓度最大为0.3%，工作面瓦斯浓度最大为0.35%，回风巷瓦斯浓度最大为0.57%。根据《煤矿安全规程》规定，上隅角瓦斯浓度不得超过1%，显然瓦斯浓度均大大低于规定值。

4　结　论

(1)高位钻孔抽采期间，钻孔抽采浓度最大t">85%，最小50%，平均62%；抽采纯量最大值10.5 m3/min，最小1.2 m3/min。随着工作面推进，瓦斯抽采纯量呈现由小增大、再减小趋势，符合抛物线分布。

(2)高位钻孔抽采期间,上隅角瓦斯浓度最大为0.3%，工作面瓦斯浓度最大为0.35%，回风巷瓦斯浓度最大为0.57%，均大大低于规定值，有效地解决了上隅角及回风巷瓦斯超限问题，保证了工作面的安全生产。

参考文献

[1]张铁岗.矿井瓦斯综合治理技术[M].北京:煤炭工业出版社，2001.

[2]王兆丰,刘军.我国煤矿瓦斯抽采存在的问题及对策探讨[J].煤矿安全,2005,36(3):29-32.

[3]周世宁.煤矿重大灾害防治战略研究与进展[M].徐州:中国矿业大学出版社,2003.

[4]刘泽功.煤矿抽放瓦斯技术现状及展望[J].中国煤炭,2000,26(8):12-14.

[5]林柏泉,张建国.矿井瓦斯抽放理论与技术[M].徐州:中国矿业大学出版社,1996.

[6]陈家祥.顶板抽放瓦斯的理论与实践[J].煤矿安全,2002,33(3):3-5.

(收稿日期2016-04-27)

张超(1988—)，男，助理工程师，046000 山西省长治市。