构造区瓦斯抽放与注浆钻孔一体化设计研究

2020-01-17段鹏坤

煤矿现代化 2020年1期

段鹏坤

（晋城煤业集团赵庄煤业，山西晋城 048000）

高瓦斯矿井在我国普遍存在，大部分需要进行本煤层瓦斯抽放，即在工作面两侧顺槽向中部施工瓦斯抽放钻孔，在走向和倾向上覆盖整个工作面，为保证抽放效果，瓦斯抽放钻孔往往设计较密，工程量较大[1]。另一方面，当工作面中部存在断层、陷落柱等构造时，现多采取两顺槽超前深孔预注浆方式，对构造区进行提前加固[2]，减小工作面回采时的片帮、冒顶，注浆钻孔需要覆盖整个工作面倾向，工程量也较大。以往两种钻孔单独施工，互不交叉，构造区钻孔工程量几乎加倍。不难看出，本煤层瓦斯抽放钻孔与深孔注浆钻孔有相似之处，但两者在钻孔层位、使用管路等方面仍有一定的不同，目前直接利用瓦斯抽放孔进行注浆难以实现。本文以赵庄煤业1308工作面为研究对象，计划对两种钻孔一体化设计的可行性进行研究，以期能够实现一孔两用，大幅减小钻孔施工工程量。

1 工程背景

赵庄煤业1308综采工作面开采3#煤层，走向长度为2774.38m，倾斜长度为219.7m，平均采高4.75m。煤层倾角平均3°。工作面采用三巷布置，在工作面北侧布置了一条辅助进风巷13081巷，一条回风巷13084巷，在工作面南侧布置了一条主要进风巷13083巷。工作面布置情况如图1-1所示。工作面目前尚未回采，计划在两顺槽13081巷和13083巷进行瓦斯抽放钻孔布置。

图1 1308工作面断层位置示意图

预计工作面回采至2#横川向外7m左右时，在75#架附近揭露DF363正断层，上盘靠近13081巷，下盘靠近13083巷。DF363断层与工作面斜交，走向影响长度255m，倾向影响长度最大130m，随着工作面向前推进，倾向影响长度逐渐减小，最大断距4m，倾角65°。为保证工作面过断层安全回采，计划在13081巷布置深孔，对断层进行注浆加固。

因此，在该断层区域，瓦斯抽放钻孔和深孔注浆钻孔将高度重合，计划针对该区域进行钻孔一体化设计研究。

2 瓦斯抽放钻孔与深孔注浆钻孔布置方式介绍

2.1 原瓦斯抽放钻孔设计

1）布置方式。上下两排钻孔，三花布置，下排钻孔距离底板1.4m～1.6m，上排钻孔距离底板3m，孔深设计110m，仰角均为3°，孔径φ94mm，钻孔间距3m。将第一排上排孔编号1-1#，下排孔编号1-2#；第二排上排孔编号2-1#，下排孔编号2-2#，依次编号，钻孔布置如图2所示。

图2 抽放钻孔布置示意图

2）插管方式。先下φ50mm空心实壁PVC管（内径40mm），长度20m，两头2～3m缠绕聚氨酯棉布封堵，中间灌入水泥浆封孔。封孔结束后，从实壁PVC管内下φ32mm带孔PVC管，长度到达孔底。然后将带孔PVC管退出20m去掉，然后将剩余部分重新顶入孔底，以最大限度节约带孔PVC管消耗。如图3所示。