底板巷穿層鉆孔預抽煤層瓦斯區域防突效果分析

孫小偉

（河南平寶煤業有限公司，河南 許昌 461714）

1 工作面概況

己15-17-12061采面位于己二采區西翼第三個區段，東靠己二輔助軌道下山，西鄰F8正斷層采，北邊緊鄰己15-17-12041采面，以南尚未開采。己15-17煤層瓦斯壓力2.4MPa，瓦斯含量12.04m3/t，為突出煤層。為實現高產高效，減少采面搬家，采面布置中煤巷和中間抽放巷，中煤巷距機巷113.5m、距風巷125.5m。實踐證明，首山一礦底板巷與煤巷合理垂距10m，中對中5m。風巷底板巷借用12041機巷底板巷，與風巷內錯布置，沿12041采空區和12041機巷底板巷卸壓帶布置，設計長度1327m；中煤巷底板巷與中煤巷上錯布置，設計長度1298m；機巷底板巷與機巷中對外錯布置，設計長度1293m；切眼底板巷與切眼外錯布置，設計長度239m。

2 穿層鉆孔區域防突技術

2.1 穿層鉆孔設計

根據巷道支護排距0.8m和鉆孔抽采半徑2.4m，每組鉆孔按4.8m布置，避免存在抽放死角，消除煤層突出危險性后掩護煤巷安全掘進。己15-17-12061底板巷共施工706組，7882個，總長度176027.6m，統計見表1。機巷底板巷從巷道拐角處向里1m開始，沿巷道每4.8m布置1組，每組11個，共323組，3553個鉆孔，總長度為80653.1m，平均孔深22.7m；中煤巷底板巷從巷道開口處向里2m開始，沿巷道每4.8m布置1組，每組11個，共325組，3575個鉆孔，總長度為76147.5m，平均孔深21.3m；切眼底板巷從下口開始，沿巷道每4.8m布置1組，每組13個，共58組，754個鉆孔，總長度為19227m，平均孔深25.5m。控制煤巷巷道輪廓線外上下幫各15m，孔徑為108mm，其終孔進入頂板0.5m。穿層鉆孔布置圖如圖1所示。

圖1 底板巷瓦斯抽采鉆孔布置示意圖

表1 己15-17-12061底板巷穿層鉆孔統計表

2.2 消突效果評價

2.2.1 瓦斯預抽率考察

（1）控制區域內瓦斯儲量

機巷底板巷控制區域煤層瓦斯儲量313.84×104m3；中間底板巷控制區域煤層瓦斯儲量315.06×104m3；切眼底板巷控制區域煤層瓦斯儲量56.31×104m3。

（2）實際瓦斯抽放量

機巷底板巷2012年1月開抽，至2013年2月抽出瓦斯99.76×104m3，中間底板巷2012年5月開抽，至2013年5月抽出瓦斯98.64×104m3，切眼底板巷2012年12月開始抽放，至2013年7月抽出瓦斯27.78×104m3，共抽出瓦斯129.12萬m3。抽采量統計見表2。

（3）瓦斯預抽率

預抽機巷煤層瓦斯14個月，預抽率為31.79%；預抽中間煤巷煤層瓦斯13個月，預抽率為31.31%；預抽切眼煤層瓦斯8個月，累計抽放量為27.78×104m3，則預抽率為49.33%。

2.2.2 煤層殘余含量考察

在底板巷內布置區域效檢孔，對底板巷穿層鉆孔預抽煤巷瓦斯進行效果檢驗，每間隔50m布置1個測試點，測試點位于煤巷的中間，機巷底板巷和中間底板巷分別施工26個效檢孔，切眼底板巷施工5個鉆孔效檢孔，共施工57個效檢孔，測定殘余瓦斯含量。效檢孔施工過程中沒有出現“夾、頂、噴”或其他動力現象。經實測，57個測點殘余瓦斯含量在4.63～6.51m3/t之間。

表2 己15-17-12061底板巷穿層鉆孔瓦斯抽采量統計

2.2.3 消突效果檢驗

該煤層始突深度的原始瓦斯含量指標臨界值8m3/t，通過考察預抽機巷瓦斯抽采率為31.79%，預抽中間煤巷瓦斯預抽率為31.31%，預抽切眼瓦斯預抽率為49.33%，大于規程規定30%，機巷、中間煤巷、切眼煤層殘余瓦斯含量4.63～6.51m3/t，小于指標臨界值8m3/t，消除了煤層瓦斯區域的突出危險性，可以開始掘進。

3 消突效果驗證

為驗證底板巷穿層鉆孔預抽煤層瓦斯的防突效果，對機巷、中煤巷和切眼在掘進過程中消突效果驗證的鉆孔瓦斯涌出初速度q和鉆屑量S進行統計分析，并對回風瓦斯濃度進行統計分析。

（1）機巷突出危險性分析

掘進過程中，共校檢275次，q值2.12～6.3L/min，平均值3.04L/min，其中q值出現5次超標；S值3.2～7.26kg/m，平均值3.99kg/m，其中S值出現6次超標。集中在巷道700～900m附近，原因是該段煤層處于構造帶，1條逆斷層，6條正斷層，煤體松軟，煤層層理紊亂。效檢結果如圖2所示。

圖2 機巷效檢參數變化曲線

（2）中煤巷突出危險性分析

掘進過程中，共校檢270次，q值1.35～3.86L/min，平均值2.62L/min，未出現超標；S值2～8.36kg/m，平均值3.68kg/m，其中S值出現3次超標，分布在巷道510～550m附近，其原因是該段煤層處于構造帶，3條逆斷層，2條正斷層，煤層坡度起伏較大造成。效檢結果如圖3所示。

圖3 風巷效檢參數變化曲線

（3）切眼突出危險性分析

掘進過程中，共校檢49次，q值2.03～3.60L/min，平均值2.75L/min，S值3.3～5.2kg/m，平均值4.21kg/m，未出現超標。效檢結果如圖4所示。

圖4 切眼效檢參數變化曲線

4 結論

通過12061采面底板巷穿層鉆孔區域防突效果分析，結論如下：

（1）鉆孔共布置7782個，工程量176027.6m，抽采量225.68萬m3，平均預抽率32.9%，殘存瓦斯含量4.63～6.51m3/t，基本消除條帶煤層區域突出危險性，掩護煤巷安全掘進。

（2）采用底板巷穿層鉆孔預抽條帶煤層瓦斯區域防突技術，預抽率均達到30%以上，區域效檢孔施工順利，不存在“夾、頂、噴”動力現象，區域效檢殘余瓦斯含量均小于8m3/t。

（3）采用復合指標法驗證掘進煤巷基本消除突出危險性，個別構造帶等存在突出危險點，采取補孔延長抽放等措施，同時，驗證了復合指標法預測首山一礦煤巷掘進工作面突出危險性的安全可靠，對單一突出煤層瓦斯治理工作具有一定的借鑒和參考價值。