底抽巷穿层钻孔条带式预抽瓦斯技术研究与应用

张秋国

摘 要：瓦斯是煤矿生产的主要威胁因素，矿井开采深度越深，地应力与瓦斯压力愈大，瓦斯灾害愈发严重。陶二煤矿作为突出矿井，在治理瓦斯时，一般选用顺层钻孔抽放瓦斯，但这种方式存在种种弊端。为了满足治理工作的需要，积极引进先进的瓦斯治理技术与理念，根据矿井自身特点，因地制宜，选用“底板抽放巷+穿层预抽钻孔”模式进行瓦斯治理工作，通过近一年来的施工实践，瓦斯治理效果明显提高，大大减少瓦斯事故，提高了采掘工作面单进水平，缓解了采掘接替紧张的局面。

关键词：底抽巷；穿层钻孔；预抽瓦斯；应用

0 引言

煤炭是我国基础能源，瓦斯一直是威胁煤矿生产的主要因素，随着矿井开采深度加大，地应力与瓦斯压力逐步增加，瓦斯災害愈发严重。陶二煤矿作为突出矿井，由于受地质条件的限制，不具备开采保护层的条件，在对突出煤层进行瓦斯治理时，一般选用顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯方式作为区域防突措施，但这种方法和瓦斯短兵相接，危险系数较大，而且存在诸如钻孔定位不精、成孔率低、封孔质量差、抽采浓度低等一系列问题，有逐渐被取缔的趋势。因此，打钻抽采作为瓦斯治理的有效手段如果跟不上瓦斯升级速度，则不仅影响矿井衔接，而且危及安全生产。

陶二煤矿瓦斯治理效果直接关系着矿井的生产和安全。通过在底抽巷内施工穿层钻预抽钻孔，采用“一堵一注”封孔工艺、合理改进抽放连接方式实现气水分离等技术手段提高了瓦斯抽采浓度和负压，瓦斯治理效果明显，加快了采掘工作面单进水平，缓解了采掘接替紧张的局面，确保了安全生产。

1 底抽巷穿层预抽钻孔科学技术原理

穿层钻孔预抽煤层瓦斯消突机理是：在突出煤层中布置一定数量的钻孔，可以降低煤层局部压力，使煤体内应力潜能得以释放，进行瓦斯抽采后，可有效降低煤层中瓦斯压力和瓦斯含量。由于地应力的释放，煤层透气性提高，同时由于煤层内瓦斯的减少，煤体发生收缩变形，煤体强度增大[1]。

2 现场应用

2.1 现场概况

（1）底抽巷布置

底抽巷布置在距2#煤层底板法距17m岩层内，巷道断面4.2*3.2（宽*高 单位：m）。

（2）穿层钻孔布置

底抽巷穿层钻孔条带式预抽瓦斯，主要为煤巷掘进服务，沿巷道走向每5m布置一组钻孔，每组10个，钻孔直径94mm，控制待掘煤巷两帮轮廓线外不少于15m范围[2]。

（3）抽采连接

根据底抽巷穿层钻孔施工特点，对钻孔与抽采系统连接进行了优化，即钻孔内瓦斯与水通过铁架时自行分离，铁架上端口通过透明软管、三通与瓦斯抽采管路连接，瓦斯密度小，可通过上端口直接进入抽采系统；铁架下端口通过透明软管、三通与放水管相连，水的密度较大，由于自重通过下端口进入放水管。

2.2 使用效果

（1）采用底抽巷穿层预抽钻孔后，瓦斯抽采浓度由原来的15%以下提高到了50%～95%以上，瓦斯抽采浓度提高了3.3～6.3倍。瓦斯抽采负压由原来的很快衰减至规定的抽采负压13kPa以下，提高到了15kPa以上，且保持时间较长。

（2）煤巷月单进平均提高30m，等于节省人工费用8.1万元，全年可节省97.2万元。

3 结束语

底抽巷穿层钻孔条带式预抽瓦斯技术既是实现煤与瓦斯共采的方法又是实现消突的重要手段；其不仅具有消突范围大，而且可实现打钻抽采与掘进时间分离，二者平行作业，实现快速掘进，对于矿井的安全生产及衔接有着重要意义，尤其是国家计划取缔顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯方式条件下，推广应用前景很广[3]。

参考文献

[1]王同彧.穿层钻孔抽采消突技术研究与应用[J].黑龙江科技信息，2013，（16）：110-110.

[2]范孝军.张集煤矿13-1煤层底板穿层钻孔优化布置的分析与研究[J].煤，2012，21（5）：48-50.

[3]滑俊杰，张明杰，华敬涛.底抽巷预抽煤层条带区域防突技术研究与应用[J].煤矿现代化，2011，（1）：42-44.

（作者单位：冀中能源邯郸矿业集团有限公司通风部）