低透氣性煤層抽采效果研究

低透氣性煤層抽采效果研究

張振雷

淮南礦業(yè)集團地質勘探工程處 安徽淮南 232001

摘 要：針對低透氣性煤層采用穿層鉆孔預抽瓦斯效果差的問題，采用巷道噴注漿、深孔注漿、掏穴鉆孔、深孔爆破等方法來增加煤層透氣性，通過分析采取這些措施前后抽采數(shù)據(jù)對比，可看出瓦斯抽采效果有了明顯的提高，解決了低透氣性煤層抽采效果差、周期長的問題。

關鍵詞：低透氣性；深孔注漿；掏穴鉆孔；深孔爆破；抽采效果；

中圖分類號：F2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-05-00256-01

一、概況

淮浙煤電公司顧北煤礦北一采區(qū)6-2煤層傾角2～8°，平均5°，平均煤厚3.0m，30天抽采半徑3.5m。采區(qū)內的12426膠帶機順槽標高-557.6m，巷道設計長度1628m。為掩護煤巷掘進，在上距6-2煤層10～15.6m，下距4煤10～14.0m，內錯膠帶機順槽10m，布置了一條底抽巷。底抽巷巖性：砂泥巖互層，巷道圍巖破碎、裂隙發(fā)育。

二、主要采取措施

（一）噴注漿

施工鉆孔前，先對鉆場及施工鉆孔巷道段進行噴注漿。

噴漿范圍：鉆場全斷面噴漿，巷道內只對鉆孔開孔范圍進行噴漿。

（二）注漿

1、淺孔注漿?？咨?m，下φ20注漿管，間排距巷道內1×4m，注漿孔布置1.5m×4個。主要目的是防止深孔注漿和封孔注漿時漿液通過裂隙跑漏漿，避免了因跑漏漿造成的封孔不嚴。水灰比：1：1。注漿壓力不小于2MPa。

2、深孔注漿。深孔注漿孔兼作抽采孔。根據(jù)抽采鉆孔設計在每個鉆場或每組抽采鉆孔中隔一選一作為深孔注漿孔。

（三）強增透

1、掏穴。均勻選擇1/3鉆孔進行掏穴（隔一選一），掏穴鉆頭直徑為300mm。

2、深孔爆破。為增加煤層透氣性，提高抽采效果，縮短抽采時間，在抽采2個月后，抽采濃度、流量衰減情況下進行爆破，目前顧北礦已進行16次深孔爆破（74個爆破孔）。在北一（6-2）膠帶機上山底抽巷、12326回風順槽底抽巷、12326膠帶機順槽底抽巷采取沿巷道方向每6～8m布置一個爆破孔；12426膠帶機順槽底抽巷每7m布置一組，每組2個爆破孔，布置在掩護煤巷兩幫外3～5m，爆破孔穿過煤層2m，根據(jù)孔深不同，每個爆破孔原則上裝藥不超過6根（5Kg/根·米）。

三、效果分析

（一）巷道噴漿、深淺孔注漿效果分析。12426膠帶機順槽底抽巷進行巷道噴漿、深淺孔注漿很好的封堵圍巖裂隙，大幅提高抽采濃度。采用深淺孔注漿前，圍巖裂隙發(fā)育，合岔后大部分鉆孔抽采濃度在8%以下，如5號鉆場5號、7號、8號、13號鉆孔因注漿跑漏漿封孔不嚴，抽采濃度僅為4%左右，造成單元濃度僅有9%左右。經(jīng)深、淺孔注漿封堵圍巖裂隙后的單孔抽采濃度提升到50%左右，高的能達到80%以上，單元濃度提升到25%左右，見表1。

（二）掏穴鉆孔效果分析。12426膠帶機順槽底抽巷平均每孔掏出煤量62Kg/m，掏穴鉆孔30天的抽采半徑可達3.9m。

第二單元掏穴鉆孔考察情況看，未進行掏穴鉆孔前期抽采濃度大多在46%左右，掏穴鉆孔前期抽采濃度大多在56%左右，掏穴鉆孔前期抽采濃度比未掏穴鉆孔抽采濃度高18%，后期高8%左右。

（三）深孔爆破效果分析。為增加煤層透氣性，提高抽采效果，縮短抽采時間，顧北礦已進行17次深孔爆破。在北一（6-2）膠帶機上山底抽巷、12326回風順槽底抽巷、12326膠帶機順槽底抽巷、12426膠帶機順槽底抽巷進行了爆破。12426膠帶機順槽底抽巷（瓦斯含量6.7m3/t），在第二單元施工6個孔進行爆破，每組抽采孔（11個）安裝單孔流量計，孔板進行考察，抽采純量增加1.5倍，見圖1。

在北一（6-2）回風上山底板巷補2鉆場進行爆破，爆破鉆場單獨安設瓦斯流量計和濃度傳感器進行計量，每個爆破孔裝藥5根，爆破孔終孔距煤層頂板1m，爆破前后抽采純量、濃度如圖2。爆破后抽采濃度提高3.2倍、抽采純量提高2.1倍。

四、結論

對低透氣性煤層穿層鉆孔抽采，經(jīng)過較長時間的摸索、試驗，形成了一套較成熟的鉆孔施工、抽采工藝，抽采濃度、抽采流量顯著提升，取得了明顯效果。深淺孔注漿是確保抽采濃度的關鍵，掏穴鉆孔和深孔爆破增透是提高抽采效果、縮短抽采達標時間的重要舉措?；凑忝弘姽绢櫛泵旱V北一6-2采區(qū)12426膠帶機順槽底抽巷第一單元從施工開始至結束，抽采率達到35%，抽采時間僅為85天。

參考文獻：

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