底抽巷穿層鉆孔條帶式預抽瓦斯技術研究與應用

張秋國

摘 要：瓦斯是煤礦生產的主要威脅因素，礦井開采深度越深，地應力與瓦斯壓力愈大，瓦斯災害愈發嚴重。陶二煤礦作為突出礦井，在治理瓦斯時，一般選用順層鉆孔抽放瓦斯，但這種方式存在種種弊端。為了滿足治理工作的需要，積極引進先進的瓦斯治理技術與理念，根據礦井自身特點，因地制宜，選用“底板抽放巷+穿層預抽鉆孔”模式進行瓦斯治理工作，通過近一年來的施工實踐，瓦斯治理效果明顯提高，大大減少瓦斯事故，提高了采掘工作面單進水平，緩解了采掘接替緊張的局面。

關鍵詞：底抽巷；穿層鉆孔；預抽瓦斯；應用

0 引言

煤炭是我國基礎能源，瓦斯一直是威脅煤礦生產的主要因素，隨著礦井開采深度加大，地應力與瓦斯壓力逐步增加，瓦斯災害愈發嚴重。陶二煤礦作為突出礦井，由于受地質條件的限制，不具備開采保護層的條件，在對突出煤層進行瓦斯治理時，一般選用順層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯方式作為區域防突措施，但這種方法和瓦斯短兵相接，危險系數較大，而且存在諸如鉆孔定位不精、成孔率低、封孔質量差、抽采濃度低等一系列問題，有逐漸被取締的趨勢。因此，打鉆抽采作為瓦斯治理的有效手段如果跟不上瓦斯升級速度，則不僅影響礦井銜接，而且危及安全生產。

陶二煤礦瓦斯治理效果直接關系著礦井的生產和安全。通過在底抽巷內施工穿層鉆預抽鉆孔，采用“一堵一注”封孔工藝、合理改進抽放連接方式實現氣水分離等技術手段提高了瓦斯抽采濃度和負壓，瓦斯治理效果明顯，加快了采掘工作面單進水平，緩解了采掘接替緊張的局面，確保了安全生產。

1 底抽巷穿層預抽鉆孔科學技術原理

穿層鉆孔預抽煤層瓦斯消突機理是：在突出煤層中布置一定數量的鉆孔，可以降低煤層局部壓力，使煤體內應力潛能得以釋放，進行瓦斯抽采后，可有效降低煤層中瓦斯壓力和瓦斯含量。由于地應力的釋放，煤層透氣性提高，同時由于煤層內瓦斯的減少，煤體發生收縮變形，煤體強度增大[1]。

2 現場應用

2.1 現場概況

（1）底抽巷布置

底抽巷布置在距2#煤層底板法距17m巖層內，巷道斷面4.2*3.2（寬*高 單位：m）。

（2）穿層鉆孔布置

底抽巷穿層鉆孔條帶式預抽瓦斯，主要為煤巷掘進服務，沿巷道走向每5m布置一組鉆孔，每組10個，鉆孔直徑94mm，控制待掘煤巷兩幫輪廓線外不少于15m范圍[2]。

（3）抽采連接

根據底抽巷穿層鉆孔施工特點，對鉆孔與抽采系統連接進行了優化，即鉆孔內瓦斯與水通過鐵架時自行分離，鐵架上端口通過透明軟管、三通與瓦斯抽采管路連接，瓦斯密度小，可通過上端口直接進入抽采系統；鐵架下端口通過透明軟管、三通與放水管相連，水的密度較大，由于自重通過下端口進入放水管。

2.2 使用效果

（1）采用底抽巷穿層預抽鉆孔后，瓦斯抽采濃度由原來的15%以下提高到了50%～95%以上，瓦斯抽采濃度提高了3.3～6.3倍。瓦斯抽采負壓由原來的很快衰減至規定的抽采負壓13kPa以下，提高到了15kPa以上，且保持時間較長。

（2）煤巷月單進平均提高30m，等于節省人工費用8.1萬元，全年可節省97.2萬元。

3 結束語

底抽巷穿層鉆孔條帶式預抽瓦斯技術既是實現煤與瓦斯共采的方法又是實現消突的重要手段；其不僅具有消突范圍大，而且可實現打鉆抽采與掘進時間分離，二者平行作業，實現快速掘進，對于礦井的安全生產及銜接有著重要意義，尤其是國家計劃取締順層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯方式條件下，推廣應用前景很廣[3]。

參考文獻

[1]王同彧.穿層鉆孔抽采消突技術研究與應用[J].黑龍江科技信息，2013，（16）：110-110.

[2]范孝軍.張集煤礦13-1煤層底板穿層鉆孔優化布置的分析與研究[J].煤，2012，21（5）：48-50.

[3]滑俊杰，張明杰，華敬濤.底抽巷預抽煤層條帶區域防突技術研究與應用[J].煤礦現代化，2011，（1）：42-44.

（作者單位：冀中能源邯鄲礦業集團有限公司通風部）