千米钻机模块化抽采的应用

陈明霞

（山西潞安集团漳村煤矿抽采科， 山西 长治 046032）

1 2309工作面的瓦斯情况简介

根据漳村煤矿矿3号煤层基础瓦斯参数测定报告显示，2309工作面最大原始含量为4.4 m3/min，该工作面本煤层通过千米钻机7号钻孔预抽后，回采前实测含量最大为4.26 m3/t，最大残余可解吸瓦斯含量为1.62 m3/t，根据《煤矿抽采达标暂行规定》要求，工作面对应最大日产量大于10 000 t/d。

该工作面原始瓦斯含量为最大4.4 m3/t，残存瓦斯含量为2.64 m3/t，可解吸瓦斯含量为1.76 m3/t。工作面瓦斯来源于本煤层和采空区，采用以下公式进行预测：

式中：q1为相对瓦斯涌出量，m3/t；K1为围岩瓦斯涌出系数，取1.3；K2为工作面丢煤瓦斯涌出系数，用回采率的倒数来计算，取1.07；K3为采区内准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响系数，取0.85；W0为煤层原始瓦斯含量，m3/t（按预抽后4.4 m3/t计算）；Wc为的残存瓦斯含量，m3/t；m为开采层厚度，取6.37 m；M为工作面采高，取6.37 m。带入数值计算得出q1=2.08 m3/t。瓦斯涌出量预测：2309工作面瓦斯含量最大为4.4 m3/t，根据公式算得q1=2.08 m3/t，根据采掘衔接工作面按日产8 000 t进行计算，回采期间绝对瓦斯涌出量预计为11.56 m3/min。

2 千米钻机施工情况

漳村煤矿于2018年使用VLD-1000型千米钻机在580皮带巷施工2309工作面本煤层及裂隙带钻孔，28材料巷探测SX12陷落柱边界情况及+480m水平2号回风巷掘前预抽定向钻孔，26皮带巷1号钻场探测SX17陷落柱及2605运巷掘前预抽定向钻孔，26皮带巷2号钻场施工2606运巷掘前预抽钻孔，共施工钻孔16个，截止2018年9月12日钻孔进尺10 650 m。其中钻孔单孔分支最远进尺为546 m，钻孔投影为545.09 m。单孔最远进尺为13 47 m（目前仍在继续施工），单孔最多分支11个。

2309工作面共施工6个长距离定向钻孔，其中1号、2号、3号孔为顶板长距离裂隙带定向钻孔，4号、6号孔代替高抽巷长距离定向试验钻孔，7号孔为采前预抽钻孔（施工有8个煤层分支），具体见表1、下页表 2。

表1 2309工作面1号、2号、3号、4号、6号孔钻孔施工参数表

并网方式：为能够准确测量出千米钻机钻孔的抽采效果，并且考虑到充分抽采，使用426抽采管直接引入钻场内，在并网方式上采用了4寸并网胶管、4寸孔板及旁通结合的方式进行单孔测量。

3 2309工作面顶板长距离定向钻孔施工效果分析

2309工作面1号、2号、3号、4号、6号为6月10日四点班开始带抽，带抽后，钻孔抽采参数见下页表3。

根据2309工作面顶板长距离定向钻孔抽采数据可知：

1）由以上数据可知，6月14日至6月20日瓦斯浓度总体呈逐渐下降的趋势，混流、纯流总体则呈不断增大的趋势，但趋势变化不明显，幅度较小。分析认为：随着工作面的向前推进，至6月20日工作面风巷端已越过5个钻孔投影位置的正下方，可能受采动影响，煤体膨胀变形，工作面顶板裂隙不断发育，采空区的瓦斯通过裂隙带涌入钻孔内，导致浓度逐渐下降，混流、纯流则不断增大。但钻孔周围裂隙发育程度不高，混流和纯流增大幅度较小[1]。

表2 2309工作面7号采前预抽钻孔施工参数表

2）4号孔浓度＞1号孔浓度＞2号孔浓度＞3号孔浓度，而4号孔层位＞1号孔层位＞2号孔层位＞3号孔层位，分析认为裂隙带钻孔浓度和钻孔层位呈正相关关系。

表3 2309工作面顶板长距离定向钻孔抽采参数表

3）6号孔6月16日测量浓度迅速下降，混流增大，纯流减小[2]。分析认为可能是由于回采至该处时顶板垮塌，导致采空区通过裂隙和钻孔导通的原因导致的。

4）6月19日5个钻孔的参数总体呈浓度、纯流略微上涨[3]，混流减少的趋势。分析认为可能是钻孔周围裂隙受采动影响，裂隙闭合的原因导致的。

4 结论

1）裂隙带钻孔浓度和钻孔层位呈正相关关系；

2）采动因素会对裂隙带发育造成影响，从而对钻孔各项参数有一定影响，但参数变化幅度不大；

3）由于2309工作面顶板长距离定向钻孔目前带抽时间较短，后期需继续进行分析总结。