利用低位抽采巷穿层治理煤巷条带瓦斯技术应用

谢明慧

（晋能控股煤业集团 晋中公司，山西 晋中 030606）

1 概 况

低位抽采巷为山西左权县部分煤矿为治理采煤工作面顶板临近层及采空区瓦斯，在煤层顶板约10～15 m、距工作面回风顺槽约15 m 位置开掘的一条专用瓦斯抽采巷道。煤巷条带主要是指煤巷掘进工作面待掘巷道及两侧一定范围内的煤体。穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯是区域防突措施的一种，主要利用顶（底） 板岩巷向待掘巷道实施穿层钻孔进行瓦斯治理。盘城岭矿利用150109 低位抽放巷（岩巷），采用普通履带式钻机，向150107 运输顺槽（煤巷） 待掘区域实施穿层钻孔进行瓦斯治理，以掩护煤巷的顺利快速掘进。

150107 运输顺槽巷道高3.8 m×宽4.8 m，设计长度900 m。位于一采区南部，西部为150109回风顺槽（现为实煤区），东部为150107 工作面（现为实煤区）。地质条件简单，煤层厚度5.3 m，煤层结构上部煤1.08 m，中部1 层夹矸，厚度0.50 m，下部煤3.72 m。预测原始瓦斯含量12 m3/t，属突出危险区。150109 低位抽放巷（岩巷） 设计高4 m×宽3 m，距150107 运输顺槽平距40 m 左右，垂距7.65 m 左右（沿K2 灰岩底）。

2 瓦斯治理

2.1 穿层预抽钻孔方案

在150109 高抽巷施工穿层钻孔预抽150107 运输顺槽煤层瓦斯，钻孔穿透15 号煤层，控制待掘巷道全长及两帮轮廓线外15 m 范围。高抽巷每4 m 布置1 组预抽钻孔（11 个），每组孔深615 m，共设计2 530 个，进尺14.15 万m。穿层预抽钻孔如图1 所示。

图1 穿层预抽钻孔示意Fig. 1 Pre- pumping borehole through layers

2.2 工 艺

封孔采用工艺 “两堵一注”，封孔段长度12 m。因施工下向孔，选用排水排渣装置进行排水排渣，同时全程下设筛管，确保抽采效果。

3 比 对

3.1 钻孔施工费用成本

150107 运输顺槽长度900 m，穿层预抽钻孔施工35 元/m，顺层预抽钻孔12 元/m，定向长钻孔850 元/m，进行比对。

采用穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯，预计施工进尺14.15 万m，共计瓦斯治理费用404.45万元。

采用定向长钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯，预计施工3 个循环，3 个钻场，施工进尺8 748 m，共计瓦斯治理费用749.58 万元。

3.2 瓦斯治理时间

采用穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施，必须先施工150109 高抽巷，高抽巷掘进采用机掘，钻孔滞后高抽巷迎头100 m 范围。高抽巷按每月掘进100 m，预计施工270 d （9 个月）；打钻治理滞后掘进30 d。需要施工230 个循环，每个循环需要2 d；掘进按打钻治理后30 d，掘进按8 m/d，150107 运输顺槽抽、掘完毕，需要330 d。

采用定向长钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施，预计施工3 个循环，每个循环瓦斯治理时间90 d 计算，掘进按8 m/d，150107 运输顺槽抽、掘进完毕需要383 d。

3.3 抽采效果对比

岩巷穿层钻孔由于封孔段在岩石内，相较煤层内裂隙发育较少，封孔效果好，抽采瓦斯浓度有很大提高。原煤巷顺层预抽钻孔平均瓦斯浓度为30%～50%，采用穿层预抽钻孔平均瓦斯浓度可达到80%～90%，抽采浓度提高近一倍。

4 结 论

（1） 通过比对，采用穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯费用成本更低，瓦斯治理时间更短。

（2） 采用穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯，不仅解决了该工作面回采期间采空区和临近层瓦斯问题，同时实现了对临近工作面煤巷掘进区域瓦斯治理，解决了该矿因无法布置底抽巷和邻近煤巷瓦斯治理问题，达到了一巷多用，为矿井安全高产高效的建设提供可靠保障。