淺談高位仰角鉆孔瓦斯抽放技術的應用

高長富

（龍煤集團雞西分公司東山煤礦分公司東山煤礦，黑龍江 雞西 158100）

1 八采區40081采煤工作面高位鉆孔試驗

東山煤礦八采區40081采煤工作面進行高位鉆孔試驗：八采區40081采煤工作面位于二水平92層右二區段。煤層均厚1.05米，傾角：3-4度，工作面走向長：950米，傾向長：180米，根據采煤工作面頂板冒落和裂隙帶公式求得：

∑h=M/(k-1)cosα

=1.05米/（1.3-1）cos3.5°

=3.6米

H=100∑M/1.6∑M+3.6

=100×1.05/1.6×1.05+3.6

=19.8米

其中：∑h-冒落高度、M-采高,取：1.05米、α-煤層傾角，?。?.5 度、K-碎脹系數,取1.3、H-裂隙帶高度、∑M-采高，?。?.05 米。

圖1 92層40081面鉆孔布置圖

圖2 裂隙帶抽放濃度與工作面推進距離的關系曲線

圖3 92層40091面鉆孔布置圖

經過計算，確定八采區40081工作面合理的冒落帶高度為3.5-5m，裂隙帶高度為5-19.8米，在滿足抽放有效距離及鉆孔始抽距離的基礎上，確定高位鉆場間距為450米，每個鉆場布置8個孔。鉆孔布置如圖1所示。

第1鉆孔仰角1度，方位角為308度，鉆孔長度510m，鉆孔終孔點距風巷距離12m，經過計算，鉆孔終孔點距煤層頂界的垂直高度18m，鉆孔抽放濃度24-73%，第2鉆孔仰角1度，方位角為299度，鉆孔長度510m，鉆孔終孔點距風巷距離18m，經過計算，鉆孔終孔點距煤層頂界的垂直高度19m，鉆孔抽放濃度38-89%，第3鉆孔仰角1度，方位角為297度，鉆孔長度510m，鉆孔終孔點距風巷距離38m，經過計算，鉆孔終孔點距頂界的垂直高度20m鉆孔抽放濃度52-100%。通過考察表明，在有效抽放期內鉆孔最大濃度為65%，抽放濃度與工作面推進距離的關系，如圖2所示。

從圖2中可以看出，1孔、2孔、3孔瓦斯抽放濃度曲線變化很大鉆孔的有效作用范圍是從采面距鉆孔終孔位置水平510m左右開始到采面距鉆孔開孔位置水平12m－38m左右為止，與此相對應的高差h是18m－20m，鉆孔抽放濃度在24-100%，之間，可穩定在65%左右。這說明1孔、2孔、3孔的終孔位置打在裂隙帶內。通過以上分析可以確定八采區92#層頂板裂隙帶高度在19m左右。高位鉆孔抽放后瓦斯得到了治理，解放了生產力，日產千噸以上。抽放效果比較理想的原因是：（1）鉆孔深度大，鉆孔最深510米；(2)終孔點高度比較合理；（3）鉆孔密封較好，鉆孔間距比較合理。

2 九采區40091采煤工作面仰角鉆孔試驗

東山煤礦九采區40091采煤工作面仰角鉆孔試驗：九采區40091采煤工作面位于二水平98層右二區段。煤層均厚1米，傾角：8-11度，工作面走向長：750米，傾向長180米。蓋面鉆孔布置如圖3所示。

表1 工作面回風巷三個鉆場鉆孔的施工參數

經過計算確定九采區40091工作面合理的冒落帶高度為3.4-5m，裂隙帶高度為7-25米，在工作面回風巷布置了三個鉆場鉆孔的施工參數如表1所示。

以上鉆場抽放濃度最大為95%，3號鉆場的2號孔抽放開始時瓦斯濃度達到17%以上，可穩定在40%左右，具有抽放價值。通過分析可以確定九采區98#層頂板裂隙帶高度在24m左右。仰角鉆孔抽放后，瓦斯得到了治理，減少采面的瓦斯涌出量。抽放效果比較理想的原因是：（1）鉆場與鉆場之間的鉆孔壓茬比較合理；（2）地質資料比較詳細；（3）終孔點的高度和鉆場間距合理。

3 經濟效果

2007年東山煤礦礦40081、40091、40031、40012采面成功應用了高位及仰角鉆孔瓦斯抽放技術，多出煤15萬噸，創效2295萬元。

[1]胡殿明.高位水平鉆孔瓦斯抽放技術的應用[J].煤礦安全，2006，(11)，26-27.