底板巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突效果分析

2018-09-11孙小伟

山东煤炭科技 2018年7期

孙小伟

（河南平宝煤业有限公司，河南许昌 461714）

1 工作面概况

己15-17-12061采面位于己二采区西翼第三个区段，东靠己二辅助轨道下山，西邻F8正断层采，北边紧邻己15-17-12041采面，以南尚未开采。己15-17煤层瓦斯压力2.4MPa，瓦斯含量12.04m3/t，为突出煤层。为实现高产高效，减少采面搬家，采面布置中煤巷和中间抽放巷，中煤巷距机巷113.5m、距风巷125.5m。实践证明，首山一矿底板巷与煤巷合理垂距10m，中对中5m。风巷底板巷借用12041机巷底板巷，与风巷内错布置，沿12041采空区和12041机巷底板巷卸压带布置，设计长度1327m；中煤巷底板巷与中煤巷上错布置，设计长度1298m；机巷底板巷与机巷中对外错布置，设计长度1293m；切眼底板巷与切眼外错布置，设计长度239m。

2 穿层钻孔区域防突技术

2.1 穿层钻孔设计

根据巷道支护排距0.8m和钻孔抽采半径2.4m，每组钻孔按4.8m布置，避免存在抽放死角，消除煤层突出危险性后掩护煤巷安全掘进。己15-17-12061底板巷共施工706组，7882个，总长度176027.6m，统计见表1。机巷底板巷从巷道拐角处向里1m开始，沿巷道每4.8m布置1组，每组11个，共323组，3553个钻孔，总长度为80653.1m，平均孔深22.7m；中煤巷底板巷从巷道开口处向里2m开始，沿巷道每4.8m布置1组，每组11个，共325组，3575个钻孔，总长度为76147.5m，平均孔深21.3m；切眼底板巷从下口开始，沿巷道每4.8m布置1组，每组13个，共58组，754个钻孔，总长度为19227m，平均孔深25.5m。控制煤巷巷道轮廓线外上下帮各15m，孔径为108mm，其终孔进入顶板0.5m。穿层钻孔布置图如图1所示。

图1 底板巷瓦斯抽采钻孔布置示意图

表1 己15-17-12061底板巷穿层钻孔统计表

2.2 消突效果评价

2.2.1 瓦斯预抽率考察

（1）控制区域内瓦斯储量

机巷底板巷控制区域煤层瓦斯储量313.84×104m3；中间底板巷控制区域煤层瓦斯储量315.06×104m3；切眼底板巷控制区域煤层瓦斯储量56.31×104m3。

（2）实际瓦斯抽放量

机巷底板巷2012年1月开抽，至2013年2月抽出瓦斯99.76×104m3，中间底板巷2012年5月开抽，至2013年5月抽出瓦斯98.64×104m3，切眼底板巷2012年12月开始抽放，至2013年7月抽出瓦斯27.78×104m3，共抽出瓦斯129.12万m3。抽采量统计见表2。

（3）瓦斯预抽率

预抽机巷煤层瓦斯14个月，预抽率为31.79%；预抽中间煤巷煤层瓦斯13个月，预抽率为31.31%；预抽切眼煤层瓦斯8个月，累计抽放量为27.78×104m3，则预抽率为49.33%。

2.2.2 煤层残余含量考察

在底板巷内布置区域效检孔，对底板巷穿层钻孔预抽煤巷瓦斯进行效果检验，每间隔50m布置1个测试点，测试点位于煤巷的中间，机巷底板巷和中间底板巷分别施工26个效检孔，切眼底板巷施工5个钻孔效检孔，共施工57个效检孔，测定残余瓦斯含量。效检孔施工过程中没有出现“夹、顶、喷”或其他动力现象。经实测，57个测点残余瓦斯含量在4.63～6.51m3/t之间。

表2 己15-17-12061底板巷穿层钻孔瓦斯抽采量统计

2.2.3 消突效果检验

该煤层始突深度的原始瓦斯含量指标临界值8m3/t，通过考察预抽机巷瓦斯抽采率为31.79%，预抽中间煤巷瓦斯预抽率为31.31%，预抽切眼瓦斯预抽率为49.33%，大于规程规定30%，机巷、中间煤巷、切眼煤层残余瓦斯含量4.63～6.51m3/t，小于指标临界值8m3/t，消除了煤层瓦斯区域的突出危险性，可以开始掘进。

3 消突效果验证

为验证底板巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯的防突效果，对机巷、中煤巷和切眼在掘进过程中消突效果验证的钻孔瓦斯涌出初速度q和钻屑量S进行统计分析，并对回风瓦斯浓度进行统计分析。

（1）机巷突出危险性分析

掘进过程中，共校检275次，q值2.12～6.3L/min，平均值3.04L/min，其中q值出现5次超标；S值3.2～7.26kg/m，平均值3.99kg/m，其中S值出现6次超标。集中在巷道700～900m附近，原因是该段煤层处于构造带，1条逆断层，6条正断层，煤体松软，煤层层理紊乱。效检结果如图2所示。