底抽巷穿層鉆孔預抽瓦斯石門揭煤探討

袁桂生，熊輝榮，湯國輝，楊慧軍，涂慶輝

（江西煤業集團有限責任公司 尚莊煤礦，江西 豐城 331143）

尚莊煤礦為煤與瓦斯突出礦井。根據2017年5月9日江西省發展改革委員會、江西煤礦安全監察局《關于核減豐城曲江煤炭開發有限責任公司等6處突出礦井生產能力的通知》（贛發改能源〔2017〕502號），核定尚莊煤礦生產能力為0.36 Mt/a。開采二疊系上統龍潭組老山段B4煤層。

根據尚莊煤礦2017年10月15日礦井瓦斯涌出量測定報告，礦井相對瓦斯涌出量為44.49 m3/t，絕對瓦斯涌出量為30.06m3/min，相對CO2涌出量為19.57m3/t，絕對CO2涌出量為15.78 m3/min。B4煤層-650 m水平東翼瓦斯含量為14.64 m3/t，瓦斯壓力為2.5 MPa。

進行石門揭煤時，由于要采取區域及局部措施，穿層鉆孔施工工程量巨大，步驟多，耗費的時間長。若在石門揭煤的范圍內，預先施工了底板巷預抽鉆孔，進行了區域超前預抽，則在石門揭煤過程中，直接進行區域驗證和局部驗證即可。而且，在揭煤范圍內，施工底板巷穿層鉆孔的工程量比在揭煤巷道中施工穿層鉆孔的工程量要小的多；揭煤區域始終處于抽放狀態，作業安全得到極大的保障。下面以尚莊煤礦7061風巷西向東石門揭煤為例進行對比。

1 巷道基本情況

7061巖巷在邊界上山輔助巷措1點處按真方位316°掘上山35m（平距），坡度+15°，后掘平巷10 m，再按真方位46°30′掘平巷10 m，最后掘上山50m（平距）至B4煤層頂板處止，坡度+21°。該巷在距煤層11.2m左右的底板中逐漸進入B4煤層中掘進，B4煤層厚2.9～3.2m左右。

由于該巷以西為365采空區，以東706底板巷對煤層層位已探明，但在掘進進尺中，要求開二隊每天利用錨索鉆機探明煤層情況，必須匯報礦調度室，待掘進到煤層法向距離7 m時，再進行區域措施效果檢驗。

2 區域防突措施設計

圖1 7061風巷西向東石門揭煤位置

按《防治煤與瓦斯突出規定》要求，7061西向東開始施工前，由抽放一隊用鉆機在7061底板巷西向東距開門點1m位置（距揭煤點27 m），開始施工區域性穿層鉆孔預抽煤層條帶瓦斯。施工鉆孔均要求穿過B4煤層進入頂板0.5m以上。在706底板巷向東距開門點1m位置（距揭煤點27 m）開始到揭煤點向東22m范圍內布置26個鉆場，每個鉆場施工11個鉆孔，共計286個穿層預抽鉆孔，鉆孔瓦斯抽采半徑按1m設計，鉆場間距2 m。鉆孔施工完成后，繼續向東施工鉆孔與706底板巷東向西穿層預抽鉆孔相銜接，鉆孔瓦斯抽采半徑按1.5～2 m設計，鉆場間距3～4 m。

控制范圍為：揭煤點巷道輪廓線，傾向上、下幫各12m，走向東、西幫各12 m。

在邊界上山輔助巷措1點處按真方位316°掘上山35m，坡度15°，后再按同方位掘平巷10 m，再按真方位46°30′掘平巷10 m，再按同方位掘至距B4煤層法向距離7m處停掘，即在該巷在進尺起坡22.37m（斜距）時距B4煤層底板距離7m位置，停止進尺，待實施區域性超前預抽時間、效果達到即可。

3 底板巷與石門施工預抽鉆孔的對比

若未施工底板巷穿層鉆孔進行超前預抽，那么就要在石門巷施工穿層預抽鉆孔，預計將施工22排，每排14個鉆孔，合計孔深約11000 m；而施工底板巷穿層預抽鉆孔，設計將施工26排，每排11個鉆孔，合計孔深約5500 m；底板巷施工區域鉆孔長度總量僅為石門巷施工鉆孔長度總量的一半，且鉆孔封孔所需PVC管也僅需一半。因此，無論從工作量還是從材料、成本、人工工資等來考慮，底板巷施工區域預抽鉆孔都比從石門施工效益為佳。況且，底板巷是必須施工的，巷道成本無從節省。

圖2 底板巷穿層鉆孔預抽瓦斯布置

圖3 石門穿層鉆孔預抽瓦斯布置

圖4 石門穿層鉆孔預抽瓦斯區域效果檢驗鉆孔布置

2016年10月14日開始在7061風巷西向東石門揭煤巷迎頭距煤層法向7m位置施工鉆孔，到10月22日晚班止，共施工鉆孔26個，孔深18～34.5 m。10月26日開始在7061底板巷施工穿層鉆孔，到12月8日止，共施工鉆孔346個。 到恢復進尺時，7061風巷西向東石門揭煤巷迎頭瓦斯累計抽采時間106 d，7061底板巷穿層鉆孔累計抽采時間97 d。鉆孔控制范圍在巷道揭煤點向西20m，向東60 m。根據中煤科工集團重慶研究院實測煤層原始瓦斯含量為14.64 m3/t。經計算，7061風巷西向東石門揭煤巷揭煤區域范圍內煤層瓦斯總量為：178397 m3，底板巷抽采瓦斯量：70013 m3，迎頭抽采瓦斯量：36245 m3，風排瓦斯量5587 m3。經計算，預計揭煤區域內煤層殘存瓦斯含量5.46m3/t,低于7 m3/t。于2017年2月1～3日施工4個區域驗證孔，取煤樣實測煤層殘存瓦斯含量分別為：5.41 m3/t、5.305 m3/t、4.83 m3/t、4.47 m3/t，檢測K1值最大為0.2，證明采取的區域措施有效。

由于提前在石門揭煤區域進行了底板巷穿層超前預抽，揭煤區域抽放效果檢驗達到了指標要求，即允許石門巷揭煤作業。而且在石門揭煤過程中，揭煤區域始終處于抽放狀態，安全得到極大的保障。在石門巷施工過程中，只要在距煤層法線7 m、5 m、3 m、1.5 m等地段逐步進行區域驗證、局部預測、局部驗證、局部效果檢驗即可，效果達標即可連續進尺，大大縮短了揭煤時間。

4 結語

在需要石門揭煤區域，借助底板巷提前施工穿層鉆孔進行超前預抽，有效保障了石門揭煤作業的安全，極大的節約了材料成本與人工成本，經濟效益明顯。