“以孔代巷”工程技術研究分析

劉書鋼

摘要：通過對“以孔代巷”技術研究分析，選擇的鉆孔抽采布置高度，并在布置鉆孔時充分利用定向鉆機的優勢，盡可能避開地質構造帶，防止鉆孔塌孔，盡可能增加鉆孔的抽采時間，考察大孔徑鉆孔抽采效果，降低瓦斯抽采成本，以保證抽采效果。以此減少掘進巷道工程量，確保采掘銜接。

關鍵詞：瓦斯抽采;以孔代巷;采掘銜接

一、工作面概況：

21509工作面位于+1012m水平下煤組二采區內，開采煤層15煤層，利用現有的二采區軌道大巷、二采區回風大巷，采用走向長壁布置，二采區軌道大巷作為煤柱回收工作面的材料巷，同時在距離11501工作面（采空區）材料巷25米處掘進一條21509運輸巷作為煤柱回收工作面的運輸巷。21509工作面設計工作面走向長1006m，傾斜長53m（儲量60.46萬噸），工作面由南向北推進，為后退式綜合機械化采煤。

二、工作面煤層情況及頂底板概況

21509工作面所掘15號煤層位于太原組下段下部，上距14號煤層17m，下距太原組底界K1砂巖4.5m。21509工作面區域煤層走向南北向，5.2m。該煤層區內穩定，結構復雜，含3-4層灰—黑灰色泥巖夾矸層。

2、煤層頂、底板情況

頂板上部為灰白色細砂巖，夾薄層黑色炭質條紋，分選中等，長石、石英、白云母為主，含大量植物化石;下部為黑色，夾黑色泥質條紋的灰白色砂巖，含大量植物化石;底部有薄層高炭質泥巖和薄層黃鐵礦。抗壓強度29.6Mpa，抗拉強度1.99Mpa。底板為黑色泥巖，頂部含大量粉砂;中部裂隙發育，含大量植物根莖葉化石和云母，斷面呈絲絹光澤。抗壓強度18.1Mpa，抗拉強度0.28Mpa。

三、工作面瓦斯情況

21509綜放工作面原始瓦斯含量為3.8896-5.5509m?/t。根據測定的瓦斯含量對21509綜放工作面瓦斯涌出量進行計算，瓦斯來源包括開采層瓦斯涌出和鄰近層瓦斯涌出兩部分。

四、“以孔代巷”工程的目的和意義

“以孔代巷”技術在經濟上、施工周期上具有優越性。施工回采面裂隙帶定向大孔徑鉆孔與目前施工高抽巷進行比較。“以孔代巷”工程可以解決目前礦井抽采銜接緊張。在20509工作面采用“以孔代巷”技術將縮短抽采工程施工周期，保證礦井瓦斯治理工程順利完成，實現回采工作面的正常接替。

五、工作面Ⅰ段瓦斯抽采鉆孔設計：

工作面I段大孔徑頂板走向長鉆孔（以孔代巷）鉆孔開孔位置：在二采區軌道巷距離切眼390m位置施工一個鉆場（長*寬*高：16m*5m*3.5m），向14#煤層施工大孔徑頂板走向長鉆孔。鉆孔孔徑φ203mm，施工鉆孔個數3個，開孔高度2m，鉆孔開孔間距1m，1#鉆孔距離二采區軌道大巷2m位置開孔。鉆孔鉆進14#煤層上，1#鉆孔距15#煤頂板距離為18m，距離二采區軌道大巷6m;鉆孔深度為407m;2#鉆孔距15#煤頂板距離為25m，距離二采區軌道大巷12m;鉆孔深度為407m;3#鉆孔距15#煤頂板距離為30m，距離二采區軌道大巷18m;鉆孔深度為407m;終孔間距為6m，鉆孔超出切眼10m;鉆機采用型號ZYD17000L進行施工。詳見下表：

21509綜放工作面頂板走向長鉆孔先施工I段頂板走向長鉆孔共計施工3個，預計施工抽采進尺為1221米;后續兩個鉆場根據I段頂板走向長鉆孔抽采數據分析，調整鉆孔參數。

六、鉆孔封孔方式

抽采鉆孔封孔方法的選擇應根據抽采方法及孔口所處煤（巖）層位、巖性、構造等因素綜合確定。封孔應滿足密封性好、操作方便和材料經濟的要求。封孔質量影響瓦斯抽采的濃度、孔口負壓、甚至整個抽采系統的效果。采用水泥注漿泵封孔方法，嚴禁采用黃泥封孔。結合我礦實際情況。頂板走向長距離裂隙帶鉆孔封孔采用水泥注漿進行封孔。即：在鉆孔開孔后進行擴孔，待擴孔完畢后，采用水泥注漿的方法將封孔管穩固。封孔管采用5寸鋼管，鉆孔封孔管總長度為9m，注漿深度為8米。

七、鉆孔施工工藝

鉆孔開孔使用φ120mm鉆頭施工鉆孔;施工到位后更換φ165mm鉆頭擴孔至設計長度;再使用φ203mm鉆頭擴孔至鉆孔全長。

八、抽采管路附屬設施

1、在21509頂板走向長鉆孔抽采管路向里50米內必須安裝人工監測、在線監測及隔爆抑爆裝置;

2、在抽采支管路拐彎、低洼、溫度突變處及沿管路適當距離應設置放水器;

3、在21509頂板走向長鉆孔抽采支管路分岔處應設置控制閥門，閥門規格應與安裝地點的管徑相匹配。

4、工作面抽采管路應保持一定的坡度，一般不小于1%。

5、在傾斜巷道中，坡度大于28°時管路應設防滑裝置，其間距可根據巷道坡度確定，對28°以下的斜巷，間距一般取15m-20m。

6、抽采管路應有良好的氣密性及采取防腐蝕、防砸壞、防帶電及防凍等措施。

7、抽采管路每隔100米安裝接地極。

8、管路應用熒光標識清楚管路氣流方向，并與其他管路有明顯區別。

九、瓦斯抽采效果分析

21509綜放工作面頂板走向長鉆孔抽采情況下，頂板走向長鉆孔單個鉆孔抽采量一般為0.5 m?/min～1.0 m?/min，3個鉆孔的抽采量為2 m?/min。

21509綜放工作面瓦斯絕對涌出量為11.16m3/min。當21509綜放工作面預抽后，且采用頂板走向長鉆孔，工作面風排瓦斯量為3.46m3/min，21509綜放工作面抽采量為7.7m3/min，則工作面瓦斯抽采率為69%，滿足《煤礦瓦斯抽采基本指標》的指標要求，并且保證了工作面安全回采。

作者簡介：劉書鋼（1980），男，河北邯鄲人，畢業于河北工程大學采礦工程專業，本科學歷，現任冀中能源井礦集團正珠煤業公司通風副總工程師。