底抽巷穿层钻孔预抽瓦斯石门揭煤探讨

2018-12-01袁桂生熊辉荣汤国辉杨慧军涂庆辉

江西煤炭科技 2018年4期

袁桂生，熊辉荣，汤国辉，杨慧军，涂庆辉

（江西煤业集团有限责任公司尚庄煤矿，江西丰城 331143）

尚庄煤矿为煤与瓦斯突出矿井。根据2017年5月9日江西省发展改革委员会、江西煤矿安全监察局《关于核减丰城曲江煤炭开发有限责任公司等6处突出矿井生产能力的通知》（赣发改能源〔2017〕502号），核定尚庄煤矿生产能力为0.36 Mt/a。开采二叠系上统龙潭组老山段B4煤层。

根据尚庄煤矿2017年10月15日矿井瓦斯涌出量测定报告，矿井相对瓦斯涌出量为44.49 m3/t，绝对瓦斯涌出量为30.06m3/min，相对CO2涌出量为19.57m3/t，绝对CO2涌出量为15.78 m3/min。B4煤层-650 m水平东翼瓦斯含量为14.64 m3/t，瓦斯压力为2.5 MPa。

进行石门揭煤时，由于要采取区域及局部措施，穿层钻孔施工工程量巨大，步骤多，耗费的时间长。若在石门揭煤的范围内，预先施工了底板巷预抽钻孔，进行了区域超前预抽，则在石门揭煤过程中，直接进行区域验证和局部验证即可。而且，在揭煤范围内，施工底板巷穿层钻孔的工程量比在揭煤巷道中施工穿层钻孔的工程量要小的多；揭煤区域始终处于抽放状态，作业安全得到极大的保障。下面以尚庄煤矿7061风巷西向东石门揭煤为例进行对比。

1 巷道基本情况

7061岩巷在边界上山辅助巷措1点处按真方位316°掘上山35m（平距），坡度+15°，后掘平巷10 m，再按真方位46°30′掘平巷10 m，最后掘上山50m（平距）至B4煤层顶板处止，坡度+21°。该巷在距煤层11.2m左右的底板中逐渐进入B4煤层中掘进，B4煤层厚2.9～3.2m左右。

由于该巷以西为365采空区，以东706底板巷对煤层层位已探明，但在掘进进尺中，要求开二队每天利用锚索钻机探明煤层情况，必须汇报矿调度室，待掘进到煤层法向距离7 m时，再进行区域措施效果检验。

2 区域防突措施设计

图1 7061风巷西向东石门揭煤位置

按《防治煤与瓦斯突出规定》要求，7061西向东开始施工前，由抽放一队用钻机在7061底板巷西向东距开门点1m位置（距揭煤点27 m），开始施工区域性穿层钻孔预抽煤层条带瓦斯。施工钻孔均要求穿过B4煤层进入顶板0.5m以上。在706底板巷向东距开门点1m位置（距揭煤点27 m）开始到揭煤点向东22m范围内布置26个钻场，每个钻场施工11个钻孔，共计286个穿层预抽钻孔，钻孔瓦斯抽采半径按1m设计，钻场间距2 m。钻孔施工完成后，继续向东施工钻孔与706底板巷东向西穿层预抽钻孔相衔接，钻孔瓦斯抽采半径按1.5～2 m设计，钻场间距3～4 m。

控制范围为：揭煤点巷道轮廓线，倾向上、下帮各12m，走向东、西帮各12 m。

在边界上山辅助巷措1点处按真方位316°掘上山35m，坡度15°，后再按同方位掘平巷10 m，再按真方位46°30′掘平巷10 m，再按同方位掘至距B4煤层法向距离7m处停掘，即在该巷在进尺起坡22.37m（斜距）时距B4煤层底板距离7m位置，停止进尺，待实施区域性超前预抽时间、效果达到即可。

3 底板巷与石门施工预抽钻孔的对比

若未施工底板巷穿层钻孔进行超前预抽，那么就要在石门巷施工穿层预抽钻孔，预计将施工22排，每排14个钻孔，合计孔深约11000 m；而施工底板巷穿层预抽钻孔，设计将施工26排，每排11个钻孔，合计孔深约5500 m；底板巷施工区域钻孔长度总量仅为石门巷施工钻孔长度总量的一半，且钻孔封孔所需PVC管也仅需一半。因此，无论从工作量还是从材料、成本、人工工资等来考虑，底板巷施工区域预抽钻孔都比从石门施工效益为佳。况且，底板巷是必须施工的，巷道成本无从节省。

图2 底板巷穿层钻孔预抽瓦斯布置

图3 石门穿层钻孔预抽瓦斯布置

图4 石门穿层钻孔预抽瓦斯区域效果检验钻孔布置

2016年10月14日开始在7061风巷西向东石门揭煤巷迎头距煤层法向7m位置施工钻孔，到10月22日晚班止，共施工钻孔26个，孔深18～34.5 m。10月26日开始在7061底板巷施工穿层钻孔，到12月8日止，共施工钻孔346个。到恢复进尺时，7061风巷西向东石门揭煤巷迎头瓦斯累计抽采时间106 d，7061底板巷穿层钻孔累计抽采时间97 d。钻孔控制范围在巷道揭煤点向西20m，向东60 m。根据中煤科工集团重庆研究院实测煤层原始瓦斯含量为14.64 m3/t。经计算，7061风巷西向东石门揭煤巷揭煤区域范围内煤层瓦斯总量为：178397 m3，底板巷抽采瓦斯量：70013 m3，迎头抽采瓦斯量：36245 m3，风排瓦斯量5587 m3。经计算，预计揭煤区域内煤层残存瓦斯含量5.46m3/t,低于7 m3/t。于2017年2月1～3日施工4个区域验证孔，取煤样实测煤层残存瓦斯含量分别为：5.41 m3/t、5.305 m3/t、4.83 m3/t、4.47 m3/t，检测K1值最大为0.2，证明采取的区域措施有效。

由于提前在石门揭煤区域进行了底板巷穿层超前预抽，揭煤区域抽放效果检验达到了指标要求，即允许石门巷揭煤作业。而且在石门揭煤过程中，揭煤区域始终处于抽放状态，安全得到极大的保障。在石门巷施工过程中，只要在距煤层法线7 m、5 m、3 m、1.5 m等地段逐步进行区域验证、局部预测、局部验证、局部效果检验即可，效果达标即可连续进尺，大大缩短了揭煤时间。