采煤工作面上隅角瓦斯抽采鉆孔布置研究

邢耀軍

摘 要：近年來，隨著煤礦開采深度強(qiáng)度的增加，對(duì)礦井瓦斯抽采工藝要求越來越高，合理地設(shè)計(jì)采煤工作面的鉆孔，方位、角度、長(zhǎng)度都會(huì)影響礦井瓦斯抽采效果?；诖?，文章主要對(duì)現(xiàn)采用的鉆孔布置方法存在的缺陷進(jìn)行了分析，并對(duì)斜向布孔進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：瓦斯；抽采鉆孔；鉆孔布置孔；有效作用范圍

隨著礦井生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和采掘向深部發(fā)展，瓦斯災(zāi)害日益嚴(yán)重，且抽采愈加困難，如何解決高位鉆孔抽放同等施工條件下盡可能多抽采瓦斯問題，提高抽放效率，成為當(dāng)前瓦斯抽放技術(shù)的一道難題。因此，在鉆孔布置方法上應(yīng)采取措施加以改進(jìn)，經(jīng)數(shù)據(jù)收集對(duì)比，對(duì)某礦一采煤工作面抽采巷施工的高位抽采鉆孔進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與研究，確定瓦斯抽采鉆孔斜度，提升瓦斯抽采率，有著重要意義。

據(jù)研究表明，煤層受采動(dòng)影響后，煤層上覆巖層內(nèi)將次生出兩大類裂隙構(gòu)造：一類是煤層上覆巖層中的離層裂隙構(gòu)造；即指隨著上覆巖層的下沉，在不同的巖性地層之間所形成的沿層間裂隙，是各巖層的巖性和厚度不同所引起的，使得各巖層之間出現(xiàn)下沉不同步的現(xiàn)象；另一類是煤層上覆巖層內(nèi)豎向的破斷裂隙構(gòu)造，即是指隨著各個(gè)巖層下沉破斷程度的不同，所形成的豎向裂隙構(gòu)造，是巖層在受拉剪應(yīng)力作用時(shí)超過巖層自身強(qiáng)度所造成的。因此，在采空區(qū)的煤層上覆巖層中，由下向上會(huì)依次形成冒落帶、裂隙帶和彎曲下沉帶。在冒落過程中，因上覆巖層中各巖層的斷塊長(zhǎng)度不同以及周圍煤壁的支撐作用，在一定程度往往會(huì)使得上下位巖層的離層裂隙系統(tǒng)仍存在。因此，在采空區(qū)中部的裂隙構(gòu)造被壓實(shí)后，就會(huì)在上覆巖層的四周關(guān)鍵層下部范圍內(nèi)生出一個(gè)橫向貫通的采動(dòng)裂隙發(fā)育區(qū)，可見這一發(fā)育區(qū)域?qū)⒊蔀椴蓜?dòng)區(qū)內(nèi)瓦斯運(yùn)移的主要通道，即是采動(dòng)區(qū)瓦斯積聚的主要場(chǎng)所。高位鉆孔抽采，就是針對(duì)此區(qū)域的瓦斯進(jìn)行抽采。據(jù)本礦實(shí)際考察，高位裂隙帶在28-33米之間。

一、傳統(tǒng)布孔方法的做法及缺陷

（一）傳統(tǒng)布孔方法

采煤工作面日推進(jìn)度5米，在采煤工作面抽采巷布置的垂直裂隙帶抽采鉆孔，孔間距10米，開孔直徑94mm，終孔直徑75mm，鉆孔長(zhǎng)度60米，方位角垂直煤壁，終孔點(diǎn)垂直煤層高度33米，如圖1所示：

（二）傳統(tǒng)布孔方法的缺陷

傳統(tǒng)布置方法鉆孔一般在工作面切眼前15米左右瓦斯?jié)舛葟?%開始增長(zhǎng)，流量也逐步加大，距工作面切眼5米左右濃度最大達(dá)到85%，隨后衰減到9%左右，鉆孔在工作面切眼過后5米左右，流量達(dá)到最大，達(dá)0.861m?/min，從抽采效果分析，鉆孔有效作用范圍在工作面切眼推進(jìn)前15米至推過后10米共25米左右，作用范圍較窄。

二、斜向瓦斯抽采鉆孔

（一）偏向采空區(qū)角度大小的確定

在采煤工作面抽采巷布置的斜向裂隙帶抽采鉆孔，孔間距10米，開孔直徑94mm，終孔直徑75mm，鉆孔長(zhǎng)度70米，方位角與巷道中心線成70度夾角，終孔點(diǎn)垂直煤層高度33米。

（二）斜向抽采鉆孔抽采數(shù)據(jù)分析

斜向鉆孔布置方法鉆孔一般在工作面切眼前35米左右瓦斯?jié)舛葟?%開始增長(zhǎng)，流量也逐步加大，距工作面切眼10米左右濃度最大達(dá)到82%，隨后在工作面切眼推過10米后衰減到8%左右，鉆孔在工作面切眼通過前10米左右，流量就達(dá)到0.859m?/min，從抽采效果分析，鉆孔有效作用范圍在工作面切眼推進(jìn)前35米至推過后10米共45米左右，作用范圍較寬。

三、結(jié)語

總而言之，為實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)，采礦企業(yè)在瓦斯抽采管理過程中，應(yīng)對(duì)高位抽采鉆孔的布置進(jìn)行多方探索，合理布置鉆孔，進(jìn)一步提高鉆孔單孔利用率，整體提高礦井的抽采效率。因此，采礦企業(yè)應(yīng)根據(jù)所采煤層冒落帶裂隙帶位置，適當(dāng)調(diào)整高位鉆孔施工偏向角度，是提高單孔抽采效果必不可少的步驟。

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