底板巷穿層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突效果分析

孫小偉

（河南平寶煤業(yè)有限公司，河南 許昌 461714）

1 工作面概況

己15-17-12061采面位于己二采區(qū)西翼第三個區(qū)段，東靠己二輔助軌道下山，西鄰F8正斷層采，北邊緊鄰己15-17-12041采面，以南尚未開采。己15-17煤層瓦斯壓力2.4MPa，瓦斯含量12.04m3/t，為突出煤層。為實現(xiàn)高產(chǎn)高效，減少采面搬家，采面布置中煤巷和中間抽放巷，中煤巷距機(jī)巷113.5m、距風(fēng)巷125.5m。實踐證明，首山一礦底板巷與煤巷合理垂距10m，中對中5m。風(fēng)巷底板巷借用12041機(jī)巷底板巷，與風(fēng)巷內(nèi)錯布置，沿12041采空區(qū)和12041機(jī)巷底板巷卸壓帶布置，設(shè)計長度1327m；中煤巷底板巷與中煤巷上錯布置，設(shè)計長度1298m；機(jī)巷底板巷與機(jī)巷中對外錯布置，設(shè)計長度1293m；切眼底板巷與切眼外錯布置，設(shè)計長度239m。

2 穿層鉆孔區(qū)域防突技術(shù)

2.1 穿層鉆孔設(shè)計

根據(jù)巷道支護(hù)排距0.8m和鉆孔抽采半徑2.4m，每組鉆孔按4.8m布置，避免存在抽放死角，消除煤層突出危險性后掩護(hù)煤巷安全掘進(jìn)。己15-17-12061底板巷共施工706組，7882個，總長度176027.6m，統(tǒng)計見表1。機(jī)巷底板巷從巷道拐角處向里1m開始，沿巷道每4.8m布置1組，每組11個，共323組，3553個鉆孔，總長度為80653.1m，平均孔深22.7m；中煤巷底板巷從巷道開口處向里2m開始，沿巷道每4.8m布置1組，每組11個，共325組，3575個鉆孔，總長度為76147.5m，平均孔深21.3m；切眼底板巷從下口開始，沿巷道每4.8m布置1組，每組13個，共58組，754個鉆孔，總長度為19227m，平均孔深25.5m?？刂泼合锵锏垒喞€外上下幫各15m，孔徑為108mm，其終孔進(jìn)入頂板0.5m。穿層鉆孔布置圖如圖1所示。

圖1 底板巷瓦斯抽采鉆孔布置示意圖

表1 己15-17-12061底板巷穿層鉆孔統(tǒng)計表

2.2 消突效果評價

2.2.1 瓦斯預(yù)抽率考察

（1）控制區(qū)域內(nèi)瓦斯儲量

機(jī)巷底板巷控制區(qū)域煤層瓦斯儲量313.84×104m3；中間底板巷控制區(qū)域煤層瓦斯儲量315.06×104m3；切眼底板巷控制區(qū)域煤層瓦斯儲量56.31×104m3。

（2）實際瓦斯抽放量

機(jī)巷底板巷2012年1月開抽，至2013年2月抽出瓦斯99.76×104m3，中間底板巷2012年5月開抽，至2013年5月抽出瓦斯98.64×104m3，切眼底板巷2012年12月開始抽放，至2013年7月抽出瓦斯27.78×104m3，共抽出瓦斯129.12萬m3。抽采量統(tǒng)計見表2。

（3）瓦斯預(yù)抽率

預(yù)抽機(jī)巷煤層瓦斯14個月，預(yù)抽率為31.79%；預(yù)抽中間煤巷煤層瓦斯13個月，預(yù)抽率為31.31%；預(yù)抽切眼煤層瓦斯8個月，累計抽放量為27.78×104m3，則預(yù)抽率為49.33%。

2.2.2 煤層殘余含量考察

在底板巷內(nèi)布置區(qū)域效檢孔，對底板巷穿層鉆孔預(yù)抽煤巷瓦斯進(jìn)行效果檢驗，每間隔50m布置1個測試點(diǎn)，測試點(diǎn)位于煤巷的中間，機(jī)巷底板巷和中間底板巷分別施工26個效檢孔，切眼底板巷施工5個鉆孔效檢孔，共施工57個效檢孔，測定殘余瓦斯含量。效檢孔施工過程中沒有出現(xiàn)“夾、頂、噴”或其他動力現(xiàn)象。經(jīng)實測，57個測點(diǎn)殘余瓦斯含量在4.63～6.51m3/t之間。

表2 己15-17-12061底板巷穿層鉆孔瓦斯抽采量統(tǒng)計

2.2.3 消突效果檢驗

該煤層始突深度的原始瓦斯含量指標(biāo)臨界值8m3/t，通過考察預(yù)抽機(jī)巷瓦斯抽采率為31.79%，預(yù)抽中間煤巷瓦斯預(yù)抽率為31.31%，預(yù)抽切眼瓦斯預(yù)抽率為49.33%，大于規(guī)程規(guī)定30%，機(jī)巷、中間煤巷、切眼煤層殘余瓦斯含量4.63～6.51m3/t，小于指標(biāo)臨界值8m3/t，消除了煤層瓦斯區(qū)域的突出危險性，可以開始掘進(jìn)。

3 消突效果驗證

為驗證底板巷穿層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯的防突效果，對機(jī)巷、中煤巷和切眼在掘進(jìn)過程中消突效果驗證的鉆孔瓦斯涌出初速度q和鉆屑量S進(jìn)行統(tǒng)計分析，并對回風(fēng)瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行統(tǒng)計分析。

（1）機(jī)巷突出危險性分析

掘進(jìn)過程中，共校檢275次，q值2.12～6.3L/min，平均值3.04L/min，其中q值出現(xiàn)5次超標(biāo)；S值3.2～7.26kg/m，平均值3.99kg/m，其中S值出現(xiàn)6次超標(biāo)。集中在巷道700～900m附近，原因是該段煤層處于構(gòu)造帶，1條逆斷層，6條正斷層，煤體松軟，煤層層理紊亂。效檢結(jié)果如圖2所示。

圖2 機(jī)巷效檢參數(shù)變化曲線

（2）中煤巷突出危險性分析

掘進(jìn)過程中，共校檢270次，q值1.35～3.86L/min，平均值2.62L/min，未出現(xiàn)超標(biāo)；S值2～8.36kg/m，平均值3.68kg/m，其中S值出現(xiàn)3次超標(biāo)，分布在巷道510～550m附近，其原因是該段煤層處于構(gòu)造帶，3條逆斷層，2條正斷層，煤層坡度起伏較大造成。效檢結(jié)果如圖3所示。

圖3 風(fēng)巷效檢參數(shù)變化曲線

（3）切眼突出危險性分析

掘進(jìn)過程中，共校檢49次，q值2.03～3.60L/min，平均值2.75L/min，S值3.3～5.2kg/m，平均值4.21kg/m，未出現(xiàn)超標(biāo)。效檢結(jié)果如圖4所示。

圖4 切眼效檢參數(shù)變化曲線

4 結(jié)論

通過12061采面底板巷穿層鉆孔區(qū)域防突效果分析，結(jié)論如下：

（1）鉆孔共布置7782個，工程量176027.6m，抽采量225.68萬m3，平均預(yù)抽率32.9%，殘存瓦斯含量4.63～6.51m3/t，基本消除條帶煤層區(qū)域突出危險性，掩護(hù)煤巷安全掘進(jìn)。

（2）采用底板巷穿層鉆孔預(yù)抽條帶煤層瓦斯區(qū)域防突技術(shù)，預(yù)抽率均達(dá)到30%以上，區(qū)域效檢孔施工順利，不存在“夾、頂、噴”動力現(xiàn)象，區(qū)域效檢殘余瓦斯含量均小于8m3/t。

（3）采用復(fù)合指標(biāo)法驗證掘進(jìn)煤巷基本消除突出危險性，個別構(gòu)造帶等存在突出危險點(diǎn)，采取補(bǔ)孔延長抽放等措施，同時，驗證了復(fù)合指標(biāo)法預(yù)測首山一礦煤巷掘進(jìn)工作面突出危險性的安全可靠，對單一突出煤層瓦斯治理工作具有一定的借鑒和參考價值。