邻近工作面裂隙带瓦斯抽放钻孔的研究

胡 斌

(西山煤电股份有限公司镇城底矿，山西 古交 030203)

·技术经验·

邻近工作面裂隙带瓦斯抽放钻孔的研究

胡 斌

(西山煤电股份有限公司镇城底矿，山西 古交 030203)

瓦斯是制约煤矿安全生产的主要灾害之一，而抽采是治理矿井瓦斯最根本的方法。本文分析了镇城底矿22620工作面在回采期间，通过在邻近的22618工作面向22620工作面方向施工顶板裂隙带钻孔进行研究试验，有效地解决了由于施工抽放钻孔影响工作面正常生产的问题，并通过施工巷帮低位钻孔替代了22620工作面的埋管抽放，减少了抽放管路的投入，从根本上治理了22620工作面上隅角瓦斯积聚问题，取得了较好的经济效益和社会效益。

邻近工作面;裂隙带;瓦斯抽放钻孔;研究

瓦斯是制约煤矿安全生产的主要灾害之一，煤矿要做到安全生产，就要把瓦斯防治工作当做煤矿安全工作的重中之重。煤矿矿井中的瓦斯一般可通过通风进行稀释排放，但当工作面瓦斯涌出量很大，靠通风难以稀释排除时，可用抽放的方法，排除瓦斯，减少通风负担。矿井瓦斯抽放是为了减少和解除矿井瓦斯对煤矿安全生产的威胁，利用机械设备和专用管道造成的负压，将煤层中存在或释放出来的瓦斯抽出来，输送到地面或其它安全地点的方法。按瓦斯来源不同，抽放方法可分三类:即抽放开采煤层本身的瓦斯;抽放邻近煤层中的瓦斯;抽放采空区的瓦斯;在条件适宜时还可从地面钻孔抽放瓦斯。瓦斯抽放是煤矿治理瓦斯的治本之策，也是减少涌入井下风流瓦斯量、解决矿井仅靠通风难以解决的问题。降低通风成本，建立和完善矿井瓦斯抽放系统，加大矿井瓦斯的抽放力度，是矿井瓦斯治理的关键。

1 镇城底矿22620工作面瓦斯治理情况

22620 工作面位于西山煤电股份公司镇城底矿南六采区，该工作面走向长1 202～1 212 m，工作面倾向长度170 m，工作面采厚为3.37 m。所采煤层为2#～3#煤，煤层稳定，整体呈一向斜构造，煤层倾角2°～10°，平均为6°;煤层厚度 3.25 ～3.57m，平均厚度3.37 m。该煤属于肥煤;煤尘爆炸指数为27.54%，具有爆炸危险性;煤的自燃发火倾向性为Ⅱ类，属自燃发火煤层。

1.1 通风系统

22620 采煤工作面绝对瓦斯涌出量为9.68 m3/min，相对瓦斯涌出量为6.10 m3/min，采用U型通风系统，轨道顺槽进风，皮带顺槽回风。

回采期间，22620工作面瓦斯主要来源于本煤层、上部邻近层及围岩裂隙。预计本煤层2.3#煤层瓦斯涌出量约占30%，上部邻近层01#、02#煤瓦斯涌出量约占50%，围岩裂隙瓦斯涌出量约占20%。

1.2 瓦斯抽放初步设计

根据对22620工作面瓦斯涌出量及瓦斯来源分析，决定采用本煤层钻孔抽放、顶板裂隙钻孔抽放和上隅角埋管抽放的方法。

1)本煤层抽放。

从工作面轨道顺槽向皮带顺槽每隔3 m施工1个直径113 mm的钻孔，深度为160 m，钻孔垂直于煤壁施工，倾角与煤层倾角一致，距底板位置1.5 m，对本煤层内的瓦斯进行抽放(见图1)。

图1 22620工作面本煤层钻孔布置平面示意图

2)裂隙带抽放。

利用开采层巷道向采空区冒落拱顶部的裂隙带打高、低位钻孔进行瓦斯抽放。根据工作面顶板岩性及垮落情况，钻场布置如下:

低位裂隙带钻孔每15 m施工1组，每组3个，编号为1#、2#、3#，分别为采高的4～6 倍;高位裂隙带钻孔每 30 m 施工 1 组，每组 5 个，编号为 4#、5#、6#、7#、8#，分别为采高的8～12倍。钻孔间距各为1 m(见图2)，钻场钻孔参数见表1，表2。

图2 22620工作面裂隙带钻孔布置平面示意图

表1 钻场间距15 m低位裂隙带钻孔参数表

表2 钻场间距30 m高位裂隙带钻孔参数表

3)上隅角埋管抽放。

在采煤工作面回风顺槽布置瓦斯抽放管，进行工作面沿空埋管抽放。埋管采用d355 mm的聚乙烯抽放管，距工作面采空区20 m处安装1趟垂直花管，在距第一趟花管管头15 m处安设双管，待第二根花管进入采空区冒落区时，将第一趟管路甩掉，同时将第二趟管路与抽放支管路进行对接好(见图3)。

图3 22620工作面上隅角埋管示意图

1.3 邻近工作面钻孔抽放研究

1)顶板裂隙带钻孔抽放。

在裂隙带钻孔施工时，由于生产衔接紧张，与22620工作面生产同时进行，严重影响了工作面的正常生产;同时，由于22620工作面皮带顺槽钻场位置的顶板岩层破碎，布孔岩壁不平直，断面不能够满足钻机施工要求，不利于钻孔施工、封孔和安设抽放管。为了有效治理工作面上隅角瓦斯积聚，集中解决上部邻近层有效卸压区内围岩涌出的瓦斯，根据工作面顶板岩性及垮落情况，决定在邻近22618工作面回风顺槽顶板开孔，向22620工作面方向施工裂隙带孔。钻场布置如下:

钻场布置在22618回风顺槽，沿顶板向22620工作面方向施工裂隙带钻场，钻场间距15 m，共施工30个钻场。每个钻场施工裂隙带钻孔4个，编号为1#、2#、3#、4#，钻孔间距各为 1 m(见图 4)，钻场钻孔参数见表3。

表3 钻场间距15 m裂隙带钻孔参数表

图4 22620工作面邻近顶板裂隙带钻孔布置示意图

2)巷帮裂隙带钻孔抽放。

为了有效节省上隅角埋管抽放对抽放管路的损失，降低抽放成本，经研究决定，在22618工作面回风顺槽沿帮施工低位钻孔，逐步替换22620皮带顺槽埋管抽放。根据镇城底矿回采工作面顶板岩性及垮落情况，2.3#煤层冒落带高度一般为 7.4 ～9.5 m，为了达到埋管抽放的效果，低位孔取煤厚的1～2倍。钻孔布置如下:

在22618回风顺槽沿帮向22620皮带顺槽方向施工低位钻孔。钻场间距15 m，每个钻场施工裂隙带钻孔2个，钻孔编号B1－1、B1－2，其中B1－2孔在B1－1上方500 mm(见图5)，钻孔参数见表4。

表4 钻孔参数

图5 22620工作面邻近巷帮裂隙带钻孔布置示意图

2 结语

通过在22620工作面邻近的22618工作面施工裂隙带钻孔，有效地避免了由于施工抽放钻孔影响工作面的正常生产，同时，通过在22618工作面回风顺槽沿帮施工低位钻孔，替代了22620工作面的埋管抽放，减少了抽放管路的投入，为该矿创造了较好的经济效益。通过对邻近工作面高、低位裂隙带抽放钻孔的研究，从根本上解决了22620工作面上隅角瓦斯超限的问题，瓦斯浓度保持在0.3%以下，对保证矿井的安全生产，起到了的积极作用。

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Research on Gas Drainage Borehole of Fracture Zones in Adjacent Face

Hu Bin

Gas is one of the major disasters of the constraints of coal mine production safety，extraction is a fundamental method of control of mine gas.This paper analyzes during mining in 22620 face of Zhenchengdi coal mine，by in adjacent 22618 face to the direction of 22620 face construction of the roof fissure zone drilling for research test，effectively solved the problem of construction of drainage borehole influencing normal production in working face，and by construction roadway side low drilling instead of buried pipe drainage of 22620 face，reduces the input of the drainage piping，thoroughly controls the corner gas accumulation in 22620 working face，obtains better economic and social benefits.

Adjacent face;Fracture zones;The gas drainage borehole;Research

TD712+.6

A

1672－0652(2012)10－0043－03

2012－08－08

胡斌(1984—)，男，内蒙古丰镇人，2007年毕业于华北科技学院，助理工程师，主要从事矿井通风安全工作(E －mail)110420391@qq.com