走向大傾角煤層底板穿層鉆孔設計方法

童 闖

（國投新集能源股份有限公司新集二礦,安徽 淮南 232180）

礦井底板穿層鉆孔要根據復雜多變的現場條件設計，才能提高鉆孔利用率，達到節支降耗與效果提升的雙重效果。例如新集二礦的131306工作面受阜鳳逆沖斷層及伴生斷層影響，工作面內煤層局部變化較大，東翼煤層在走向上角度逐漸抬升，最大達到17°。施工底板穿層鉆孔的過程中常有鉆孔見不到煤的情況出現，無疑在經濟上造成了返工及浪費，在瓦斯治理效果上也打了折扣，有必要根據煤層賦存的實際情況來改進以往的鉆孔設計方法。

1 鉆孔設計方法分析

（1）常規鉆孔設計方法。對于煤層走向傾角變化不大的回采區段、煤巷條帶及石門揭煤區域，穿層鉆孔設計中可以忽略煤層走向小幅度的坡度變化，視為水平賦存。實際施工后，通過對鉆孔見煤（巖）情況分析及測斜驗證，證明鉆孔可以做到有控制預抽煤體。

（2）本工作面鉆孔設計條件。131306底抽巷平面布置在131306工作面回采區域內，與上覆13-1煤層間距平均24m左右，坡度隨工作面走向變動，最大達到17°，見圖1示：

圖1 131306底板瓦斯抽排巷剖面圖

常規鉆孔設計方法針應用于這種走向坡度的變化較大的煤層無疑會造成大量鉆孔無法見煤、形成鉆孔控制空白帶以及鉆孔量上的浪費，因此有必要在設計源頭上改進方法。

2 鉆孔設計方法的改進

（1）鉆孔設計方法的改進。在131306底板瓦斯抽排巷5#鉆場（位于變坡點附近）及后續鉆場鉆孔設計中，采取如下思路：圈定鉆孔走向控制范圍→走向上劃分鉆孔列→根據列從平面圖中解析傾向剖面→根據傾向剖面設計傾向鉆孔。

1）圈定鉆孔走向控制范圍。131306底抽巷6#上下幫鉆場走向上沿煤層層面自5#鉆場向里控制40m范圍。

2）走向上劃分鉆孔列。在走向上沿煤層層面自5#鉆場向里每10m布置1列鉆孔，如圖2所示，共設計5列鉆孔。

圖2 6#鉆場分列剖面圖

3）根據列從平面圖中解析傾向剖面。以第3列為例，根據工作平面布置圖中煤層底板等高線以及巷道分布，鉆場、巷道標高等要素，可以繪制出第3列孔鉆孔終孔點所在的剖面圖，方法見圖3示：

4）根據傾向剖面設計傾向鉆孔。第3鉆孔所在煤層剖面上煤層傾角22～43°，平均30°，屬傾斜煤層，控制機風巷輪廓線外15m，傾向上見煤點間距按15m布置。

圖3 第3列鉆孔見煤點所在剖面

根據第3列孔鉆孔所在的剖面圖，可以繪制出本列鉆孔布置平剖面圖，按上述方法，可依次分別繪制出其余各列鉆孔布置圖，采用三角函數可以分別計算出各鉆孔設計參數。

（2）與常規設計方法在施工效果上的比對。采用改進的設計方法前用常規設計方法設計并指導施工時，前3個鉆孔中有2個未見煤，且見煤的鉆孔見煤孔深與設計預計偏差較大。已通過實際施工驗證，改進設計方法后，鉆孔可以準確控制到預抽區域、不留抽采死角，提升鉆孔實際工效，避免“見”不了煤以及見煤長度短等。保障了鉆孔規模成型，減少廢孔、補孔等情況，利于標準化鉆場創建及方便抽采管路聯接，在瓦斯治理鉆孔設計中，具有很好的實用及推廣價值。

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