高瓦斯礦井厚煤層綜放工作面

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1、高瓦斯礦井厚煤層綜放工作面長鉆孔大孔徑瓦斯預(yù)抽技術(shù)的研究和實踐白永筱方亞杰霍小泉（銅川礦務(wù)局下石節(jié)煤礦　　陜西　銅川　　727101）摘要：高瓦斯礦井瓦斯治理是保證礦井安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，下石節(jié)煤礦在216工作面通過實驗、分析、論證，采用了大孔徑、長鉆孔預(yù)抽技術(shù)，經(jīng)過實踐與應(yīng)用，效果顯著，保證了工作面的正常安全生產(chǎn)。關(guān)鍵詞：綜放面預(yù)抽技術(shù)應(yīng)用與實踐一、礦井概況下石節(jié)煤礦位于銅川市北部，井田走向長4.0km，傾斜寬3.3km，面積約13.46km2。采用平峒—斜井綜合開拓，主采侏羅紀(jì)4-2煤層，4-2煤層單斜構(gòu)造，煤層穩(wěn)定，較堅硬，煤層傾角5°-24°，平均

2、厚度10-12米，屬特厚易自燃煤層，發(fā)火期一般為3-6個月，最短28天，煤塵爆炸指數(shù)44.37%。2008年礦井瓦斯鑒定結(jié)果為：絕對瓦斯涌出量45.05m3/min，相對涌出量14.10m3/T.d，屬于高瓦斯礦井。見表1。表1216綜放準(zhǔn)備面4-2煤層瓦斯含量測定結(jié)果測點測定地點工業(yè)分析（%）瓦斯含量（m3/t.r）瓦斯含量（m3/t）Mad(%)Ad(%)Vdaf(%)1216工作面施工斜巷2.8114.1534.327.215.992216運輸巷1.9413.6733.688.246.95下石節(jié)煤礦對目前開采和延伸水平的4-2號煤層抽放難易程度指標(biāo)進

3、行測定并計算，其透氣性系數(shù)和鉆孔瓦斯流量衰變系數(shù)平均為0.5742m2/MPa2·d和0.2363d-1。從煤層的透氣性系數(shù)（表2）來看，4-2煤層屬于可以抽放煤層。在適宜地點延長抽放時間和增大鉆孔孔徑的條件下，完全可以提高抽放效果。表2開采層預(yù)抽瓦斯難易程度分類表抽放難易程度鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)(d-1)煤層透氣性系數(shù)（m2/MPa2.d）容易抽放<0.003>10可以抽放0.003-0.0510-0.1較難抽放>0.05<0.1二、鉆孔施工位置根據(jù)上述理論分析，礦井決定在216工作面回風(fēng)繞道口鉆場施工長鉆孔大孔徑瓦斯抽放孔，鉆場規(guī)格：6.5×3×3米。

4、施工時間：2007年2月3日－2007年2月28日三、施工參數(shù)孔號傾角（°）方位角（°）終孔孔徑（mm）深度（m）19.81919480029.523194800311.070194800四、施工工藝（一）本煤層預(yù)抽長鉆孔（800m）的施工情況本煤層預(yù)抽長鉆孔（800m）由下石節(jié)煤礦抽放隊負(fù)責(zé)施工，煤炭科學(xué)研究總院西安分院根據(jù)鉆進需要改進機具，并現(xiàn)場指導(dǎo)完成鉆孔的施工，所用鉆機為煤炭科學(xué)研究總院西安分院研制的低轉(zhuǎn)速、大扭矩MK-7型全液壓坑道鉆機。本次施工鉆進方法采用三次成孔工藝，先用φ113㎜內(nèi)凹式鉆頭完成主孔

5、鉆進，再采用φ113/153㎜、φ153/194㎜擴孔鉆頭分兩次擴孔至孔底。鉆桿采用φ89㎜摩擦焊接型鉆桿，接頭采用局部增加壁厚的內(nèi)加厚方式，管體內(nèi)徑為φ71mm，兩端接頭的內(nèi)徑為φ54mm，增加了鉆桿易損部位的強度又不浪費材料，解決了大能力鉆機的鉆桿配套問題。施工工藝流程如圖1所示。圖1鉆孔施工工藝流程本煤層預(yù)抽長鉆孔（800m）施工分三個階段進行。第一階段施工2個鉆孔，由于地質(zhì)構(gòu)造原因，鉆孔最深進尺僅680m；第二階段施工3個鉆孔，超過800m鉆孔一個，其鉆孔深度達806m；鉆孔施工從2007年2月3日至2月28日歷時25天，共計施工鉆孔3個，其中3#

6、鉆孔孔深達到806m。鉆孔成孔具體參數(shù)如表3所示。表3　　第二階段鉆孔實際成孔參數(shù)表孔號施工日期傾角（°）方位角（°）終孔孔徑（mm）深度（m）12.3-2.109.81919368022.11-2.179.52319370632.18-2.2811.070193806鉆孔間距1.5米，開口高度距巷道底板1.5米。鉆孔方向垂直于工作面推采方向。五、封孔方式采用聚氨酯化學(xué)材料與水泥砂漿相結(jié)合的封孔方式。封孔管為φ150mm、長度10米的鐵管，孔口采用水泥砂漿封嚴(yán)堵實。六、抽放方式采用6寸混合器和軟管連接于SK-85泵進行抽放。自2007年2月20日連孔抽放開

7、始，起初采用2BEC72泵抽放，瓦斯單孔濃度在15%左右，隨之改用SK85泵抽放，濃度開始慢慢上升，單孔濃度最高可達80%，流量加大，三孔綜合濃度30%左右，持續(xù)時間較長，直至216工作面回采結(jié)束，瓦斯抽放效果一直很好。2008年7月25日回收這三個鉆孔時，共計抽放純瓦斯421萬m3，平均抽采率36.8%。216繞道單孔濃度10-50%。負(fù)壓200～280mmH2O，混合流量50～75m3/min。見表4。鉆孔鉆孔初始瓦斯流量(l/min)百米煤孔瓦斯流量（m3/min·hm）衰減系數(shù)（d-1）透氣性系數(shù)（m2/MPa2·d）煤層126.2220.1638

8、90.25710.64154-2216.91160.020080.