走向大傾角煤層底板穿層鉆孔設(shè)計(jì)方法

童 闖

（國投新集能源股份有限公司新集二礦,安徽 淮南 232180）

礦井底板穿層鉆孔要根據(jù)復(fù)雜多變的現(xiàn)場(chǎng)條件設(shè)計(jì)，才能提高鉆孔利用率，達(dá)到節(jié)支降耗與效果提升的雙重效果。例如新集二礦的131306工作面受阜鳳逆沖斷層及伴生斷層影響，工作面內(nèi)煤層局部變化較大，東翼煤層在走向上角度逐漸抬升，最大達(dá)到17°。施工底板穿層鉆孔的過程中常有鉆孔見不到煤的情況出現(xiàn)，無疑在經(jīng)濟(jì)上造成了返工及浪費(fèi)，在瓦斯治理效果上也打了折扣，有必要根據(jù)煤層賦存的實(shí)際情況來改進(jìn)以往的鉆孔設(shè)計(jì)方法。

1 鉆孔設(shè)計(jì)方法分析

（1）常規(guī)鉆孔設(shè)計(jì)方法。對(duì)于煤層走向傾角變化不大的回采區(qū)段、煤巷條帶及石門揭煤區(qū)域，穿層鉆孔設(shè)計(jì)中可以忽略煤層走向小幅度的坡度變化，視為水平賦存。實(shí)際施工后，通過對(duì)鉆孔見煤（巖）情況分析及測(cè)斜驗(yàn)證，證明鉆孔可以做到有控制預(yù)抽煤體。

（2）本工作面鉆孔設(shè)計(jì)條件。131306底抽巷平面布置在131306工作面回采區(qū)域內(nèi)，與上覆13-1煤層間距平均24m左右，坡度隨工作面走向變動(dòng)，最大達(dá)到17°，見圖1示：

圖1 131306底板瓦斯抽排巷剖面圖

常規(guī)鉆孔設(shè)計(jì)方法針應(yīng)用于這種走向坡度的變化較大的煤層無疑會(huì)造成大量鉆孔無法見煤、形成鉆孔控制空白帶以及鉆孔量上的浪費(fèi)，因此有必要在設(shè)計(jì)源頭上改進(jìn)方法。

2 鉆孔設(shè)計(jì)方法的改進(jìn)

（1）鉆孔設(shè)計(jì)方法的改進(jìn)。在131306底板瓦斯抽排巷5#鉆場(chǎng)（位于變坡點(diǎn)附近）及后續(xù)鉆場(chǎng)鉆孔設(shè)計(jì)中，采取如下思路：圈定鉆孔走向控制范圍→走向上劃分鉆孔列→根據(jù)列從平面圖中解析傾向剖面→根據(jù)傾向剖面設(shè)計(jì)傾向鉆孔。

1）圈定鉆孔走向控制范圍。131306底抽巷6#上下幫鉆場(chǎng)走向上沿煤層層面自5#鉆場(chǎng)向里控制40m范圍。

2）走向上劃分鉆孔列。在走向上沿煤層層面自5#鉆場(chǎng)向里每10m布置1列鉆孔，如圖2所示，共設(shè)計(jì)5列鉆孔。

圖2 6#鉆場(chǎng)分列剖面圖

3）根據(jù)列從平面圖中解析傾向剖面。以第3列為例，根據(jù)工作平面布置圖中煤層底板等高線以及巷道分布，鉆場(chǎng)、巷道標(biāo)高等要素，可以繪制出第3列孔鉆孔終孔點(diǎn)所在的剖面圖，方法見圖3示：

4）根據(jù)傾向剖面設(shè)計(jì)傾向鉆孔。第3鉆孔所在煤層剖面上煤層傾角22～43°，平均30°，屬傾斜煤層，控制機(jī)風(fēng)巷輪廓線外15m，傾向上見煤點(diǎn)間距按15m布置。

圖3 第3列鉆孔見煤點(diǎn)所在剖面

根據(jù)第3列孔鉆孔所在的剖面圖，可以繪制出本列鉆孔布置平剖面圖，按上述方法，可依次分別繪制出其余各列鉆孔布置圖，采用三角函數(shù)可以分別計(jì)算出各鉆孔設(shè)計(jì)參數(shù)。

（2）與常規(guī)設(shè)計(jì)方法在施工效果上的比對(duì)。采用改進(jìn)的設(shè)計(jì)方法前用常規(guī)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)并指導(dǎo)施工時(shí)，前3個(gè)鉆孔中有2個(gè)未見煤，且見煤的鉆孔見煤孔深與設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)偏差較大。已通過實(shí)際施工驗(yàn)證，改進(jìn)設(shè)計(jì)方法后，鉆孔可以準(zhǔn)確控制到預(yù)抽區(qū)域、不留抽采死角，提升鉆孔實(shí)際工效，避免“見”不了煤以及見煤長(zhǎng)度短等。保障了鉆孔規(guī)模成型，減少廢孔、補(bǔ)孔等情況，利于標(biāo)準(zhǔn)化鉆場(chǎng)創(chuàng)建及方便抽采管路聯(lián)接，在瓦斯治理鉆孔設(shè)計(jì)中，具有很好的實(shí)用及推廣價(jià)值。

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