底板巷穿層孔預(yù)抽瓦斯區(qū)域防突技術(shù)探析

涂亞東（平頂山市天安煤業(yè)股份有限公司八礦防突隊,河南 平頂山 467000）

底板巷穿層孔預(yù)抽瓦斯區(qū)域防突技術(shù)探析

涂亞東
（平頂山市天安煤業(yè)股份有限公司八礦防突隊,河南 平頂山 467000）

隨著社會主義市場經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國煤礦事業(yè)也得到了極大的進(jìn)步。瓦斯作為煤礦開采爆炸事故產(chǎn)生的主要因素，為避免此類事故的大量出現(xiàn)，相關(guān)單位必須重視瓦斯防治工作，才能有效提升煤礦開采的安全性。底板巷穿層孔預(yù)抽瓦斯區(qū)域防突技術(shù)作為瓦斯防治的主要技術(shù)，只有不斷提升其技術(shù)水平，才能推動整個行業(yè)的發(fā)展。本文主要對瓦斯的概況、底板巷穿層孔預(yù)抽瓦斯區(qū)域防突技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析與探究。

底板巷;穿層鉆孔;抽放;瓦斯防治;概況;技術(shù)應(yīng)用;煤礦事業(yè);條帶區(qū)域

作為我國基礎(chǔ)能源，煤炭在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有至關(guān)重要的作用。瓦斯作為長期影響煤礦生產(chǎn)安全的重要因素，在不斷加大礦井開采深度的同時，瓦斯壓力也隨之不斷提升，隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在擴(kuò)大采掘工作機(jī)械化的過程中，也不斷增加了采掘強度，這種情況的大量出現(xiàn)，將引發(fā)嚴(yán)重的瓦斯災(zāi)害。如2014 年6月3日重慶萬盛經(jīng)開區(qū)南桐礦業(yè)公司硯石臺煤礦井下4406S2回采工作面發(fā)生一起重大瓦斯事故。其中5人安全升井，1人受傷，22人死亡。面對日益嚴(yán)重的瓦斯危害，人們越來越重視瓦斯防治工作。

1 瓦斯的概況

瓦斯是古代植物在堆積成煤的初期，在厭氧菌作用下，纖維素和有機(jī)質(zhì)分解形成。煤礦瓦斯是指天然氣，在成煤過程中植物產(chǎn)生大量氣體，也被叫做煤層氣。腐植型有機(jī)質(zhì)，由細(xì)菌分解后，將形成瓦斯，隨后不斷增加沉積物埋藏深度，在高溫、高壓作用下，煤層進(jìn)入煤的碳化變質(zhì)階段，將減少煤的揮發(fā)性，增加固定煤，形成大量瓦斯，并在煤層與巖層孔隙與裂隙內(nèi)進(jìn)行存留。

作為一種熱—鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，瓦斯爆炸內(nèi)爆炸混合物進(jìn)行相應(yīng)能量吸收后，即可斷裂反應(yīng)分子，分離成游離基（2個或2個以上）。在一定條件下，將進(jìn)一步分解各個游離基，進(jìn)行游離基的再產(chǎn)生（2個或2個以上）。以此重復(fù)，在游離基不斷增加的同時，其化學(xué)反應(yīng)也逐漸加快，最后形成燃燒或爆炸式氧化反應(yīng)。因此，瓦斯爆炸是在一定溫度作用下相應(yīng)濃度甲烷、氧氣產(chǎn)生激烈氧化反應(yīng)。在空氣內(nèi)瓦斯?jié)舛仍?5%以上，將導(dǎo)致人快速窒息死亡，是煤礦生產(chǎn)中重要的安全事故。

2 底板巷穿層孔預(yù)抽瓦斯區(qū)域防突技術(shù)的應(yīng)用

底板巷穿層孔預(yù)抽瓦斯區(qū)域防突技術(shù)作為瓦斯防治的重要技術(shù)之一，其技術(shù)水平的高低將直接影響到煤礦開采的進(jìn)度及安全性，為此施工單位必須嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)定，與區(qū)域?qū)嶋H情況相結(jié)合，選用與之相適應(yīng)的技術(shù)、方式，規(guī)范施工流程，才能提高煤礦開采的安全性，才能實現(xiàn)煤礦事業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

2.1 區(qū)域概況

某煤礦工作面地面標(biāo)高在+158.15米到+187.29米之間，-300米到-380米為工作面標(biāo)高，掘進(jìn)工作面起伏較為平緩。890米為該工作面走向長度，129米為傾向長度，4.77米到11.5米之間為煤厚度，一般厚度控制在8.39米。-21度到-28度之間為煤層傾角，一般控制在25.3度。工作面范圍內(nèi)具有較為簡單的地質(zhì)構(gòu)造，掘進(jìn)范圍必須穿過74—7背斜翼部，150米為軸部到切眼上口的距離，因構(gòu)造條件的制約，煤層具有較大變化，將導(dǎo)致傾角不穩(wěn)定，局部頂板將產(chǎn)生凹凸不平等現(xiàn)象。工作面揭露1條斷層6F5斷層，69度為其走向，159度為其傾向，55度為其傾角，7米為其落差值，位于切眼上口向下40米的位置，對瓦斯具有相應(yīng)的影響。本區(qū)域瓦斯原有含量為每立方16.87t，1.41Mpa為瓦斯壓力，煤層透氣性系數(shù)每平方為1.2到1.8Mpa·d，歸屬于抽放煤層，0.24為煤的堅固性系數(shù)。

2.2 條帶區(qū)域防突機(jī)理

保護(hù)層開采及煤層瓦斯預(yù)抽是現(xiàn)階段區(qū)域防突技術(shù)的兩大類型。作為效果良好的防突措施，預(yù)抽煤層瓦斯在本煤礦工作中得到了廣泛地應(yīng)用。底板抽放巷穿層鉆孔條帶區(qū)域預(yù)抽是將大量密集鉆孔打在突出煤層巷道或其兩邊相應(yīng)范圍內(nèi)，卸壓媒體區(qū)域，并將瓦斯抽放，將其潛能釋放出來，隨后在相應(yīng)時間段內(nèi)進(jìn)行煤層瓦斯預(yù)抽，進(jìn)一步降低瓦斯壓力和瓦斯含量，進(jìn)而產(chǎn)生煤層收縮變形、地應(yīng)力降低、提升透氣系數(shù)等，最終實現(xiàn)煤巷掘進(jìn)突出危險性消除的目標(biāo)。

2.3 底板抽放巷區(qū)域防突技術(shù)的應(yīng)用

（1）底板抽放巷設(shè)計與施工。該底板抽放巷走向長度為980米，與煤層巖柱厚度相距10到20米的老底灰黑色、細(xì)粒砂巖內(nèi)，選用U型拱錨網(wǎng)噴支護(hù)作為底抽巷支護(hù)，3.6mX3.4m為其斷面。在底板抽放巷施工過程中，為確保穿層鉆孔質(zhì)量，必須同時進(jìn)行預(yù)抽與巷道掘進(jìn)施工，遵循相關(guān)規(guī)定，在巷道一邊底抽巷兩幫交錯掘鉆場，將其間距合理控制在15到20米之間。

（2）穿層鉆孔技術(shù)施工。該底抽巷穿層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯順著走向?qū)ο马槻蹢l帶進(jìn)行有效控制，鉆孔順著其傾向?qū)ο锏牢恢眠M(jìn)行布設(shè)控制，確保在其上幫輪廓線外20米以上，下幫10米以上。將一組鉆場設(shè)置在抽放鉆場內(nèi)，7排抽放鉆孔設(shè)置在各組鉆場，5個為一排，鉆孔數(shù)量為35個，5米為鉆孔終孔間距。選用立固安與水泥砂漿相互配合的方式對鉆孔進(jìn)行封孔施工，一般將其深度控制在8米，并對其抽放濃度、流量進(jìn)行充分了解與分析，確保集流器與抽放泵站主管路相連接，進(jìn)行抽放施工。

（3）穿層鉆孔抽放效果。13307.5米為穿層鉆孔施工抽放煤孔長度，瓦斯累計抽出143.22萬立方米，55%為瓦斯總抽放率。穿層鉆孔抽放在底板抽放巷進(jìn)行，巖石鉆孔內(nèi)設(shè)置封孔段，在動壓及其他情況下影響不大，能夠確保封孔的緊密性，瓦斯單組抽放濃度可超過1/3，瓦斯?jié)舛瓤稍诖笥?5%的范圍進(jìn)行穩(wěn)定，由此可見，該方式具有良好的抽放作用。

（4）穿層鉆孔區(qū)域措施。在該底抽巷進(jìn)行6個月區(qū)域瓦斯治理預(yù)抽煤層瓦斯作業(yè)后，區(qū)域措施效果檢測可通過煤層殘存瓦斯含量方式進(jìn)行測定。檢驗測試點可設(shè)置在煤巷條帶間隔50米的位置，確保其分布的均勻性，在較為復(fù)雜的地質(zhì)下，可進(jìn)行檢驗測試點的增加。

3 結(jié)束語

綜上所述，伴隨科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國煤礦開采安全管理技術(shù)水平也得到了極大的提升。瓦斯防治效果是否良好直接關(guān)系著煤礦開采施工的質(zhì)量與安全。底板巷穿層孔預(yù)抽瓦斯區(qū)域防突技術(shù)在煤礦開采瓦斯防治中的廣泛應(yīng)用與推廣，對煤礦爆炸事故率可以有效降低及控制，為此，施工單位必須重視該技術(shù)的應(yīng)用，不斷研究與改進(jìn)技術(shù)，提升技術(shù)水平，為煤礦事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供可靠的保障。

[1]王平虎.順層定向長鉆孔預(yù)抽瓦斯區(qū)域防突技術(shù)在特大型突出礦井中的應(yīng)用[J].礦業(yè)安全與環(huán)保,2011（03）.