頂板高抽鉆孔抽采瓦斯的應用

馬贊　張壘　徐書榮

摘 要：為了解決青龍煤礦采空區(qū)及鄰近煤層瓦斯的涌入而造成的工作面上隅角瓦斯超限的問題，提出了運用頂板走向高位鉆孔瓦斯技術，對該礦21604采空區(qū)及鄰近煤層瓦斯進行抽采，進而解決上隅角瓦斯超限的問題。結(jié)合礦井具體情況，得出了合理的高位鉆孔參數(shù)，為該礦在此煤層開采過程中解決瓦斯超限問題積累了經(jīng)驗，同時也為礦井開采其它相鄰煤層治理瓦斯提供參考依據(jù)。

關鍵詞：瓦斯抽采 上隅角瓦斯超限 瓦斯技術 高抽鉆孔

中圖分類號：TD712 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（c）-0076-02

隨著煤礦開采深度增加，瓦斯涌出量不斷增大，治理瓦斯的技術不斷更新，瓦斯抽采逐步成為治理瓦斯首選途徑，針對兗礦貴州能化有限公司青龍煤礦21604采煤工作面，在開采過程中常出現(xiàn)上隅角、回風瓦斯超限，為此采用頂板走向高抽鉆孔抽采采空區(qū)裂隙帶瓦斯的技術，從而解決上隅角和回風流瓦斯超限問題。并對治理來自于采空區(qū)、上部圍巖或鄰近層工作面的瓦斯效果顯著。

1 礦井概況

青龍煤礦核定生產(chǎn)能力120萬t/a，生產(chǎn)格局為“2采8掘”，2個采面均為綜采工作面，采用走向長壁后退式采煤方法。青龍煤礦為高瓦斯突出礦井，絕對瓦斯涌出量165.56 m3/min，相對瓦斯涌出量80.65 m3/t，井田范圍內(nèi)可采煤煤層從上到下依次為16、17、18三層煤煤層均為可抽采煤層。青龍煤礦于2011年開始推廣應用鉆孔抽采采空區(qū)裂隙帶瓦斯技術解決采煤工作面上隅角、工作面及回風瓦斯超限問題。先后在11607、11611、11802綜采工作面應用頂板仰角鉆孔抽采瓦斯技術治理上隅角瓦斯，取得了一定的技術經(jīng)濟效果。但由于受仰角鉆孔利用率低和塌孔等因素的影響，瓦斯治理問題沒有從根本上得到解決。特別是11611工作面，由于巷道頂板壓力大，造成由巷幫煤壁開孔的鉆孔封孔漏氣、塌孔、錯位，加上孔內(nèi)水大，嚴重影響抽采效果，因此在開采區(qū)二采深部21604綜采工作面時采用了鉆孔利用率高、效果好的頂板巖層高抽鉆場走向高抽鉆孔抽采技術。

二采區(qū)深部21604采面為16煤層工作面，為走向長壁后退式采面法，走向長度為1500 m，傾向長182 m，采高3 m，煤層傾角14°，噸煤原始瓦斯含量為45 m?/t，工作面最大絕對瓦斯涌量95 m3/min，采用上行U型通風，工作面風量為1840 m3/min。

2 抽采方法選擇及布置

根據(jù)礦壓理論及工程類比我礦其他工作面高抽鉆場布置經(jīng)驗，16#煤層頂板裂隙帶發(fā)育高度采高的8～24倍，高濃度瓦斯主要積聚在工作面上部24～72 m范圍內(nèi)，綜放采煤工作面覆巖采動裂隙帶內(nèi)聚積著來自鄰近層及本煤層的瓦斯，鉆孔布置應與此適應。設計采用高抽鉆場走向高抽孔抽采瓦斯，鉆場布置在回風巷側(cè)，距煤層頂板垂高10 m，共設計鉆孔十二個，終孔布置為上下兩排，分別考察不同鉆孔終孔不同位置，不同高度的抽采效果，鉆孔布置見圖1。

高抽鉆場穿煤巖層施工到巷道頂板10 m，鉆機選用ZDYLF-4000S型，鉆孔最深可施工長度200 m。該工作面共布置11個鉆場，鉆場間距160 m，每個鉆場12個孔，孔長180 m，終孔孔徑Φ113 mm。

3 抽采效果分析

根據(jù)第十組高抽鉆孔施工情況，由于受到鉆孔塌孔、孔內(nèi)水大、封孔漏氣、個別鉆孔施工不到位及現(xiàn)場施工不定向因素，對以下4個效果好的鉆孔進行分析。如下圖所示。

從以上兩圖可以看出，三條曲線在里程60 m左右都是呈現(xiàn)增大的趨勢，然后經(jīng)過一個穩(wěn)定期，在里程140 m左右呈現(xiàn)下降趨勢，4#鉆孔濃度、純流量均大于9#和10#鉆孔濃度、純流量之和。位于上部的4#鉆孔效果要較好于位于下部的9#和10#鉆孔的效果。

同上，從這兩圖可以明顯看出，三條曲線在里程60 m左右都也是呈現(xiàn)增大的趨勢，然后經(jīng)過一個穩(wěn)定期，在里程140 m左右呈現(xiàn)下降趨勢，6#鉆孔濃度、純流量均大于12#鉆孔濃度、純流量?？梢缘贸?，位于上部的6#鉆孔效果要明顯好于位于下部的12#鉆孔的效果。

4 結(jié)語

研究表明，高抽鉆孔瓦斯技術，能有效地解決工作面上隅角瓦斯超限問題，降低回風流中瓦斯體積分數(shù)，并提高了工作面的推進速度，有效地保證了工作面的安全回采。青龍煤礦21604工作面最佳鉆孔參數(shù)終孔距頂板為46～58 m，位于上部的鉆孔抽采效果要明顯好于下部的鉆孔。因此，為了提高瓦斯治理效果，優(yōu)化技術經(jīng)濟效益應該減少鉆孔個數(shù)為6～8個，增大鉆孔孔徑，終孔布置高度為46～58 m。

參考文獻

[1] 中國煤炭工業(yè)勞動保護科學技術學會.瓦斯災害防治技術[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2007.

[2] 張鐵崗.礦井瓦斯綜合治理技術[M]. 北京：煤炭工業(yè)出版社，2001.

[3] 梁棟，周西華.回采工作面瓦斯運移規(guī)律的數(shù)值模擬[J].遼寧工程技術大學學報，1999，18（4）：337-341.endprint

摘 要：為了解決青龍煤礦采空區(qū)及鄰近煤層瓦斯的涌入而造成的工作面上隅角瓦斯超限的問題，提出了運用頂板走向高位鉆孔瓦斯技術，對該礦21604采空區(qū)及鄰近煤層瓦斯進行抽采，進而解決上隅角瓦斯超限的問題。結(jié)合礦井具體情況，得出了合理的高位鉆孔參數(shù)，為該礦在此煤層開采過程中解決瓦斯超限問題積累了經(jīng)驗，同時也為礦井開采其它相鄰煤層治理瓦斯提供參考依據(jù)。

關鍵詞：瓦斯抽采 上隅角瓦斯超限 瓦斯技術 高抽鉆孔

中圖分類號：TD712 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（c）-0076-02

隨著煤礦開采深度增加，瓦斯涌出量不斷增大，治理瓦斯的技術不斷更新，瓦斯抽采逐步成為治理瓦斯首選途徑，針對兗礦貴州能化有限公司青龍煤礦21604采煤工作面，在開采過程中常出現(xiàn)上隅角、回風瓦斯超限，為此采用頂板走向高抽鉆孔抽采采空區(qū)裂隙帶瓦斯的技術，從而解決上隅角和回風流瓦斯超限問題。并對治理來自于采空區(qū)、上部圍巖或鄰近層工作面的瓦斯效果顯著。

1 礦井概況

青龍煤礦核定生產(chǎn)能力120萬t/a，生產(chǎn)格局為“2采8掘”，2個采面均為綜采工作面，采用走向長壁后退式采煤方法。青龍煤礦為高瓦斯突出礦井，絕對瓦斯涌出量165.56 m3/min，相對瓦斯涌出量80.65 m3/t，井田范圍內(nèi)可采煤煤層從上到下依次為16、17、18三層煤煤層均為可抽采煤層。青龍煤礦于2011年開始推廣應用鉆孔抽采采空區(qū)裂隙帶瓦斯技術解決采煤工作面上隅角、工作面及回風瓦斯超限問題。先后在11607、11611、11802綜采工作面應用頂板仰角鉆孔抽采瓦斯技術治理上隅角瓦斯，取得了一定的技術經(jīng)濟效果。但由于受仰角鉆孔利用率低和塌孔等因素的影響，瓦斯治理問題沒有從根本上得到解決。特別是11611工作面，由于巷道頂板壓力大，造成由巷幫煤壁開孔的鉆孔封孔漏氣、塌孔、錯位，加上孔內(nèi)水大，嚴重影響抽采效果，因此在開采區(qū)二采深部21604綜采工作面時采用了鉆孔利用率高、效果好的頂板巖層高抽鉆場走向高抽鉆孔抽采技術。

二采區(qū)深部21604采面為16煤層工作面，為走向長壁后退式采面法，走向長度為1500 m，傾向長182 m，采高3 m，煤層傾角14°，噸煤原始瓦斯含量為45 m?/t，工作面最大絕對瓦斯涌量95 m3/min，采用上行U型通風，工作面風量為1840 m3/min。

2 抽采方法選擇及布置

根據(jù)礦壓理論及工程類比我礦其他工作面高抽鉆場布置經(jīng)驗，16#煤層頂板裂隙帶發(fā)育高度采高的8～24倍，高濃度瓦斯主要積聚在工作面上部24～72 m范圍內(nèi)，綜放采煤工作面覆巖采動裂隙帶內(nèi)聚積著來自鄰近層及本煤層的瓦斯，鉆孔布置應與此適應。設計采用高抽鉆場走向高抽孔抽采瓦斯，鉆場布置在回風巷側(cè)，距煤層頂板垂高10 m，共設計鉆孔十二個，終孔布置為上下兩排，分別考察不同鉆孔終孔不同位置，不同高度的抽采效果，鉆孔布置見圖1。

高抽鉆場穿煤巖層施工到巷道頂板10 m，鉆機選用ZDYLF-4000S型，鉆孔最深可施工長度200 m。該工作面共布置11個鉆場，鉆場間距160 m，每個鉆場12個孔，孔長180 m，終孔孔徑Φ113 mm。

3 抽采效果分析

根據(jù)第十組高抽鉆孔施工情況，由于受到鉆孔塌孔、孔內(nèi)水大、封孔漏氣、個別鉆孔施工不到位及現(xiàn)場施工不定向因素，對以下4個效果好的鉆孔進行分析。如下圖所示。

從以上兩圖可以看出，三條曲線在里程60 m左右都是呈現(xiàn)增大的趨勢，然后經(jīng)過一個穩(wěn)定期，在里程140 m左右呈現(xiàn)下降趨勢，4#鉆孔濃度、純流量均大于9#和10#鉆孔濃度、純流量之和。位于上部的4#鉆孔效果要較好于位于下部的9#和10#鉆孔的效果。

同上，從這兩圖可以明顯看出，三條曲線在里程60 m左右都也是呈現(xiàn)增大的趨勢，然后經(jīng)過一個穩(wěn)定期，在里程140 m左右呈現(xiàn)下降趨勢，6#鉆孔濃度、純流量均大于12#鉆孔濃度、純流量?？梢缘贸?，位于上部的6#鉆孔效果要明顯好于位于下部的12#鉆孔的效果。

4 結(jié)語

研究表明，高抽鉆孔瓦斯技術，能有效地解決工作面上隅角瓦斯超限問題，降低回風流中瓦斯體積分數(shù)，并提高了工作面的推進速度，有效地保證了工作面的安全回采。青龍煤礦21604工作面最佳鉆孔參數(shù)終孔距頂板為46～58 m，位于上部的鉆孔抽采效果要明顯好于下部的鉆孔。因此，為了提高瓦斯治理效果，優(yōu)化技術經(jīng)濟效益應該減少鉆孔個數(shù)為6～8個，增大鉆孔孔徑，終孔布置高度為46～58 m。

參考文獻

[1] 中國煤炭工業(yè)勞動保護科學技術學會.瓦斯災害防治技術[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2007.

[2] 張鐵崗.礦井瓦斯綜合治理技術[M]. 北京：煤炭工業(yè)出版社，2001.

[3] 梁棟，周西華.回采工作面瓦斯運移規(guī)律的數(shù)值模擬[J].遼寧工程技術大學學報，1999，18（4）：337-341.endprint

摘 要：為了解決青龍煤礦采空區(qū)及鄰近煤層瓦斯的涌入而造成的工作面上隅角瓦斯超限的問題，提出了運用頂板走向高位鉆孔瓦斯技術，對該礦21604采空區(qū)及鄰近煤層瓦斯進行抽采，進而解決上隅角瓦斯超限的問題。結(jié)合礦井具體情況，得出了合理的高位鉆孔參數(shù)，為該礦在此煤層開采過程中解決瓦斯超限問題積累了經(jīng)驗，同時也為礦井開采其它相鄰煤層治理瓦斯提供參考依據(jù)。

關鍵詞：瓦斯抽采 上隅角瓦斯超限 瓦斯技術 高抽鉆孔

中圖分類號：TD712 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（c）-0076-02

隨著煤礦開采深度增加，瓦斯涌出量不斷增大，治理瓦斯的技術不斷更新，瓦斯抽采逐步成為治理瓦斯首選途徑，針對兗礦貴州能化有限公司青龍煤礦21604采煤工作面，在開采過程中常出現(xiàn)上隅角、回風瓦斯超限，為此采用頂板走向高抽鉆孔抽采采空區(qū)裂隙帶瓦斯的技術，從而解決上隅角和回風流瓦斯超限問題。并對治理來自于采空區(qū)、上部圍巖或鄰近層工作面的瓦斯效果顯著。

1 礦井概況

青龍煤礦核定生產(chǎn)能力120萬t/a，生產(chǎn)格局為“2采8掘”，2個采面均為綜采工作面，采用走向長壁后退式采煤方法。青龍煤礦為高瓦斯突出礦井，絕對瓦斯涌出量165.56 m3/min，相對瓦斯涌出量80.65 m3/t，井田范圍內(nèi)可采煤煤層從上到下依次為16、17、18三層煤煤層均為可抽采煤層。青龍煤礦于2011年開始推廣應用鉆孔抽采采空區(qū)裂隙帶瓦斯技術解決采煤工作面上隅角、工作面及回風瓦斯超限問題。先后在11607、11611、11802綜采工作面應用頂板仰角鉆孔抽采瓦斯技術治理上隅角瓦斯，取得了一定的技術經(jīng)濟效果。但由于受仰角鉆孔利用率低和塌孔等因素的影響，瓦斯治理問題沒有從根本上得到解決。特別是11611工作面，由于巷道頂板壓力大，造成由巷幫煤壁開孔的鉆孔封孔漏氣、塌孔、錯位，加上孔內(nèi)水大，嚴重影響抽采效果，因此在開采區(qū)二采深部21604綜采工作面時采用了鉆孔利用率高、效果好的頂板巖層高抽鉆場走向高抽鉆孔抽采技術。

二采區(qū)深部21604采面為16煤層工作面，為走向長壁后退式采面法，走向長度為1500 m，傾向長182 m，采高3 m，煤層傾角14°，噸煤原始瓦斯含量為45 m?/t，工作面最大絕對瓦斯涌量95 m3/min，采用上行U型通風，工作面風量為1840 m3/min。

2 抽采方法選擇及布置

根據(jù)礦壓理論及工程類比我礦其他工作面高抽鉆場布置經(jīng)驗，16#煤層頂板裂隙帶發(fā)育高度采高的8～24倍，高濃度瓦斯主要積聚在工作面上部24～72 m范圍內(nèi)，綜放采煤工作面覆巖采動裂隙帶內(nèi)聚積著來自鄰近層及本煤層的瓦斯，鉆孔布置應與此適應。設計采用高抽鉆場走向高抽孔抽采瓦斯，鉆場布置在回風巷側(cè)，距煤層頂板垂高10 m，共設計鉆孔十二個，終孔布置為上下兩排，分別考察不同鉆孔終孔不同位置，不同高度的抽采效果，鉆孔布置見圖1。

高抽鉆場穿煤巖層施工到巷道頂板10 m，鉆機選用ZDYLF-4000S型，鉆孔最深可施工長度200 m。該工作面共布置11個鉆場，鉆場間距160 m，每個鉆場12個孔，孔長180 m，終孔孔徑Φ113 mm。

3 抽采效果分析

根據(jù)第十組高抽鉆孔施工情況，由于受到鉆孔塌孔、孔內(nèi)水大、封孔漏氣、個別鉆孔施工不到位及現(xiàn)場施工不定向因素，對以下4個效果好的鉆孔進行分析。如下圖所示。

從以上兩圖可以看出，三條曲線在里程60 m左右都是呈現(xiàn)增大的趨勢，然后經(jīng)過一個穩(wěn)定期，在里程140 m左右呈現(xiàn)下降趨勢，4#鉆孔濃度、純流量均大于9#和10#鉆孔濃度、純流量之和。位于上部的4#鉆孔效果要較好于位于下部的9#和10#鉆孔的效果。

同上，從這兩圖可以明顯看出，三條曲線在里程60 m左右都也是呈現(xiàn)增大的趨勢，然后經(jīng)過一個穩(wěn)定期，在里程140 m左右呈現(xiàn)下降趨勢，6#鉆孔濃度、純流量均大于12#鉆孔濃度、純流量?？梢缘贸?，位于上部的6#鉆孔效果要明顯好于位于下部的12#鉆孔的效果。

4 結(jié)語

研究表明，高抽鉆孔瓦斯技術，能有效地解決工作面上隅角瓦斯超限問題，降低回風流中瓦斯體積分數(shù)，并提高了工作面的推進速度，有效地保證了工作面的安全回采。青龍煤礦21604工作面最佳鉆孔參數(shù)終孔距頂板為46～58 m，位于上部的鉆孔抽采效果要明顯好于下部的鉆孔。因此，為了提高瓦斯治理效果，優(yōu)化技術經(jīng)濟效益應該減少鉆孔個數(shù)為6～8個，增大鉆孔孔徑，終孔布置高度為46～58 m。

參考文獻

[1] 中國煤炭工業(yè)勞動保護科學技術學會.瓦斯災害防治技術[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2007.

[2] 張鐵崗.礦井瓦斯綜合治理技術[M]. 北京：煤炭工業(yè)出版社，2001.

[3] 梁棟，周西華.回采工作面瓦斯運移規(guī)律的數(shù)值模擬[J].遼寧工程技術大學學報，1999，18（4）：337-341.endprint