下向穿層鉆孔瓦斯抽采技術(shù)的應(yīng)用

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1、下向穿層鉆孔瓦斯抽采技術(shù)的應(yīng)用摘要：為了加大下保護(hù)層采煤工作面瓦斯治理力度，解決下保護(hù)層采煤工作面回采過程中瓦斯對(duì)安全生產(chǎn)的威脅，潘一礦在下保護(hù)層工作面開采過程中，利用在被保護(hù)層工作面底板抽采巷道內(nèi)施工下向穿層鉆孔抽采保護(hù)層瓦斯技術(shù)，提高了下保護(hù)層工作面的瓦斯抽采率。確保了工作面的安全生產(chǎn)，并對(duì)其取得的效果進(jìn)行了分析總結(jié)。關(guān)鍵詞：下向穿層鉆孔；瓦斯抽采；下保護(hù)層淮南潘一礦是一座年產(chǎn)400萬t的特大型礦井，井田走向長(zhǎng)14.6km，傾斜寬4.0km，1983年投產(chǎn)，含煤地層為二迭系中下部山西組及石盒子組，含煤28～42層，可采和局部可采煤層15層

2、。礦井絕對(duì)瓦斯涌出量為130m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量為20m3/t，目前主采煤層為13-l煤和11-2煤。隨著礦井高產(chǎn)高效的發(fā)展需要及“可保盡保，應(yīng)抽盡抽”戰(zhàn)略方針的實(shí)施，保護(hù)層工作面的開采力度不斷加大。但保護(hù)層工作面在開采過程中，由于開采深度的增加及被保護(hù)層工作面的瓦斯涌入，保護(hù)層工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量達(dá)到15～20m3/min。雖然在保護(hù)層采煤工作面采取了頂板走向鉆孔、老空區(qū)埋管等方法抽采本煤層采空區(qū)瓦斯及在被保護(hù)層底板瓦斯抽采巷道內(nèi)施工上向穿層鉆孔抽采被保護(hù)層瓦斯的綜合治理瓦斯技術(shù)，但仍難以滿足保護(hù)層工作面開采的需要，使保護(hù)層工作面

3、的開采進(jìn)度受到嚴(yán)重制約。針對(duì)這種現(xiàn)狀，潘一礦決定利用現(xiàn)有的被保護(hù)層底板抽采巷道，向保護(hù)層工作面施工下向穿層鉆孔抽采保護(hù)層瓦斯技術(shù)，達(dá)到“一巷兩用”，解決了保護(hù)層開采過程中瓦斯對(duì)安全生產(chǎn)的影響這一難題，并對(duì)其取得的效果進(jìn)行了分析。1下向穿層鉆孔瓦斯抽采技術(shù)方案1.1技術(shù)方案提出的背景為了保障礦井的安全生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)礦井的高產(chǎn)高效，潘一礦從1997開始實(shí)施了大面積開采遠(yuǎn)距離下保護(hù)層的試驗(yàn)研究工作。即先開采突出危險(xiǎn)性小的11-2煤層，作為突出危險(xiǎn)性大的13-1煤層的下保護(hù)層，存13-1煤層的被保護(hù)范圍內(nèi)，可以消除煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性。在實(shí)施保護(hù)層開采的同

4、時(shí)，在被保護(hù)層工作面的底板(保護(hù)層工作面的頂板)巖層內(nèi)布置一條專用瓦斯抽采巷道，向13-1煤層施工上向穿層鉆孔，利用鉆孔抽采13-1煤層和其附近煤層的瓦斯，使其能夠達(dá)到使用綜合機(jī)械化采煤方法放頂煤開采的條件。但在下保護(hù)層工作面開采過程中，受卸壓采動(dòng)影響，13-1煤層的卸壓瓦斯涌入到下保護(hù)層工作面，增大了保護(hù)層工作面的瓦斯涌出量，給保護(hù)層工作面的瓦斯治理帶來困難。在下保護(hù)層采煤工作面雖然采取了頂板走向鉆孔抽采、老空區(qū)埋管抽采等專項(xiàng)瓦斯治理措施，但仍難以滿足保護(hù)層工作面開采的需要。1.2下向穿層鉆孔抽采保護(hù)層瓦斯技術(shù)方案為了保證礦井保護(hù)層開采的進(jìn)

5、度，對(duì)2171(1)下保護(hù)層工作面的瓦斯涌出來源及瓦斯抽采工藝進(jìn)行了認(rèn)真的分析。通過分析比較，提出了利用2141(3)被保護(hù)層工作面的底板專用瓦斯抽采巷道，向2171(1)保護(hù)層工作面施工下向穿層鉆孔，通過下向穿層鉆孔來抽采保護(hù)層工作面采空區(qū)瓦斯的技術(shù)方案。利用下向穿層鉆孔來抽采保護(hù)層工作面采空區(qū)瓦斯的技術(shù)，不僅能夠解決頂板走向鉆孔、老空區(qū)埋管等瓦斯抽采方法中的各種不利狀況，使得保護(hù)層工作面采空區(qū)大量的瓦斯通過下向穿層鉆孔抽出，增加了工作面的瓦斯抽采量；而且改善了鉆孔施工的作業(yè)環(huán)境，保證了鉆孔施工人員的安全。2下向穿層鉆孔抽采瓦斯技術(shù)應(yīng)用2.

6、12171(1)下保護(hù)層工作面概況2171(1)保護(hù)層工作面位于潘一礦東一、東二采區(qū)下部，走向長(zhǎng)1680m，傾斜寬196m，標(biāo)高為-691～-727m，平均煤厚1.8m，煤層傾角6o~10o，瓦斯含量9~12m3/t，為保護(hù)層采煤工作面。工作面于2005年10月9日開始回采，回采過程中的絕對(duì)瓦斯涌出量為25~30m3/min。2141(3)底板抽采巷道長(zhǎng)度1800m，為保護(hù)層開采專用瓦斯抽采巷道，與被保護(hù)層(13-1煤層)法距最小為21m，最大為32m，平均27m，位于2171(1)保護(hù)層采煤工作面裂隙帶上方。巷道標(biāo)高為-649～-663m，

7、巷道采用錨噴支護(hù)，凈斷面為6.16m2。2.2下向穿層鉆孔的施工工藝下向穿層鉆孔在2141(3)被保護(hù)層工作面底板的專用瓦斯抽采巷道內(nèi)由上向下施工，為了避免鉆孔終孔時(shí)出現(xiàn)不返水易埋鉆及防止2171(1)工作面有較大淋水現(xiàn)象，因此設(shè)計(jì)下向穿層鉆孔終孔層位布置在距2171(1)工作面煤層頂板向上3～5m的冒落帶內(nèi)，平距為距2171(1)上風(fēng)巷下側(cè)5～25m處。鉆孔直徑為91mm，平均每隔25m施工1組，每組5個(gè)孔。鉆孔施工布置見圖1。下向穿層鉆孔由于在施工過程中常會(huì)出現(xiàn)因巖粉不能及時(shí)排出孔外易造成埋鉆、鉆孔內(nèi)有積水影響瓦斯抽采效果以及鉆孔不容易封

8、孔等難題，而在現(xiàn)場(chǎng)被放棄使用。為了保證下向穿層鉆孔內(nèi)的巖粉能夠及時(shí)排出孔外，不致因巖粉堵塞鉆孔影響瓦斯抽采效果，以及防止埋鉆事故的發(fā)生，對(duì)下向穿層鉆孔的施工工藝進(jìn)行