高抽走向钻孔治理瓦斯技术研究

陶荣军

摘要：随着国民经济的不断增长，煤矿行业的不断发展，煤矿资源被大势开发利用，社会各界人士也开始高度关注到煤矿生产过程的安全质量问题。瓦斯治理作为煤矿开采过程的重中之重，是一个必不可缺的关键环节，直接关系到工作人员的生命安全和企业经济效益。因此，现代煤矿企业要集合煤矿采区式瓦斯涌出特点和实际情况，有针对性的采取高抽走向钻孔治理瓦斯技术，有效解决瓦斯超限问题，避免发生瓦斯事故，影响到煤矿的安全顺利开采。本文将进一步对高抽走向钻孔治理瓦斯技术展开分析与探讨。

关键词：高抽走向钻孔；瓦斯；治理技术

引言

当前是一个经济全球化的时代，煤矿企业发展要与时俱进，跟上时代前进的脚步。基于新形势下，国家对煤矿安全生产提出了更高的要求，煤矿企业要想在竞争激烈的市场上脱颖而出，创造出更多的经济效益和社会效益，就必须认真好瓦斯治理工作，避免瓦斯生产事故的发生。煤礦企业管理部门要切实落实好“先抽后采、监测监控、以风定产”的国家政策方针，通过科学应用高抽走向钻孔治理瓦斯技术，有效降低矿井下煤层瓦斯含量，确保为煤矿生产人员提供一个安全健康的工作环境，促进煤矿开采的顺利进行。

一、工作面自然状况

（一）自然状况

该工作面属于高瓦斯采取，瓦斯实际涌出量大，存在瓦斯超限问题。工作面走向长度为650m，倾斜长180m，总面积达到了13650m2，能够开采的煤矿储量为26.5万吨，煤层瓦斯含量为485万m3。

（二）煤层赋存状态及其变化规律

回采工作区域的上煤层厚度范围在1.3-1.75m，煤层中间夹带了两层0.03-0.06m的碳质页岩。其中上层夹石厚度在0.04-0.06m左右，外形呈现为灰黑色鳞片状，携带了少量的黑炭；而下层夹石厚度则在0.06-0.07m，外形为黑色方块状，携带了较多的煤炭。上分层厚度为0.2-0.4m，以黑色半亮型煤为主，在某些区域为暗煤，中间煤高在0.15-03m左右。黑色半亮型块状质好，煤层整体走向近南北，倾向西，倾角为14-19°，该区域煤层走向从南向北发展，煤层厚度慢慢开始加大，同时煤质发育越来越好[1]。

煤层顶板：直接顶属于硬质白沙岩，岩层厚度在7.5-9m左右，伪定属于碳质页岩，颜色呈现为灰黑色，水平层理厚度是0.3m。煤层底板：直接底属于碳质页岩，层理偏硬，颜色状态为灰黑相间，其厚度是0.7m。

（三）地质构造

结合工作人员对矿井下巷道的实际调查分析，该煤矿区域的地质构造较为简单，不会造成对煤矿安全生产太大的影响。

二、工作面设备选型及瓦斯抽采方法

（一）工作面设备选用情况

根据工作面的实际生产情况，煤矿企业要有针对性选用采煤机、工运机、转载机、液压支架以及皮带运输机等设备，确保采煤运输作业的顺利进行。

（二）瓦斯抽放方法的选择及其施工工艺

煤矿企业要根据自身的实际发展情况和条件，再结合该工作面煤层瓦斯含量和瓦斯涌出规律，有效采取科学瓦斯抽采治理方法。在该煤矿区域中实施高位瓦斯抽放治理技术，该技术能够有效降低各煤层区域的瓦斯含量，实现工作面瓦斯抽放取得较好的抽采效果，从而防止了瓦斯生产事故的发生[2]。

三、高抽走向钻孔治理瓦斯技术的实践应用

（一）合理使用瓦斯抽放系统

根据该煤矿工作面的情况，决定选用地面集中瓦斯抽放系统，将地面泵站到排矸井抽放主管路设置为￠400mm 的管路，管路总长度为1600m，分管路设置为￠300mm 管路，总长度为3900m，瓦斯抽放管路总长加起来为5500m。施工人员要在抽放管路上合理安装8处放水器。

（二）科学选用抽放泵及钻孔机型

煤矿企业要在该工作面地面有效建立起一个集中瓦斯抽采站，同时安装设置好三台型号为CBF630的抽放泵，该抽放泵额定流量是400m3/min，电机功率是450KW。煤矿井下设置了两处移动抽放泵，抽放泵型号是ZWY-110/132-G，额定流量是100m3/min，电机功率是142KW，对于钻孔机型的选择，煤矿企业可选用ZDY3200S型钻机，能够满足现场高抽走向钻孔的技术使用要求。

（三）工作面钻场布置

钻场布置作为高抽走向钻孔治理瓦斯技术应用过程的重要环节，其直接关系到最终瓦斯抽放治理的实际效果。因此，煤矿企业要根据工作面的实际地质情况和瓦斯分布特征，科学明确钻场之间的位置关系，确保各个钻孔能够高效抽放出大量高浓度瓦斯[3]。在该工作面，施工技术队伍要设置好两个钻场进行瓦斯抽放作业，当工作面距离钻场15m以下，另外一个钻场就能够有效发挥出其作用。工作人员要根据煤矿工作面的回采速度和钻孔速度，将仰角钻场之间的距离设置为26-33m，而高位钻场之间的距离设置为115-145m，这样才能够最大化提高瓦斯的抽放质量和效率.

（四）钻孔封闭工艺

当钻孔技术人员每施工完一个瓦斯抽采钻孔后，就必须在第一时间进行封孔作业，封孔工艺主要采用天固材料，使用“两堵一注”的方法，用天固袋作为堵板，天固药进行填充，该封孔方法操作简单，封孔效果较好。

（五）回采过程中周期来压与瓦斯抽放的关系

在煤矿回采过程中，采空区内的瓦斯开始不断涌出，从而导致大量高浓度瓦斯积聚在采面上转角周围，顶板压力增大后，老顶会发生掉落现象，促使瓦斯从上转角涌出，造成回风中瓦斯含量持续加大，最终发生瓦斯超限问题

通过对现场采取高抽走向钻孔治理瓦斯技术，可以发现上转角处瓦斯浓度降低至0.3-0.7%，确保了工作面煤矿的顺利安全回采。回采面推进长度与瓦斯抽放量关系如下图1所示。

而高抽走向钻孔治理瓦斯技术实施后，钻孔垂直高度与瓦斯抽放效果的关系如下图2所示。根据图中可得知，钻孔实际高度控制在6-14m范围内，具有最佳的瓦斯抽放效果。

四、结束语

综上所述，煤矿企业要想提高对工作面煤层瓦斯的治理水平，确保煤矿的安全高效生产，就必须结合工作面实际生产情况和条件，充分发挥出高抽走向钻孔治理瓦斯技术的作用和优势，不断降低采区瓦斯含量，确保瓦斯不会出现超限问题，也就避免了瓦斯事故的发生。

参考文献

[1]程朋礼.高抽走向钻孔治理瓦斯的应用[J].科技论坛，2015（08）：34-38.

[2]崔海威.高抽走向钻孔治理瓦斯的应用[J].煤炭技术，2013（02）：121-123.

[3]孙荣军.顶板近水平长钻孔替代闭式高抽巷进行瓦斯抽放的试验研究[J].煤田地质与勘探，2015（05）：65-68.endprint