下向穿層鑽孔瓦斯抽采技術的應用

? ?摘要：為了加大下保護層采煤工作麵瓦斯治理力度，解決下保護層采煤工作麵回采過程中瓦斯對安全生產的威脅，潘一礦在下保護層工作麵開采過程中，利用在被保護層工作麵底板抽采巷道內施工下向穿層鑽孔抽采保護層瓦斯技術，提高了下保護層工作麵的瓦斯抽采率。確保了工作麵的安全生產，並對其取得的效果進行了03manbetx 總結。

????關鍵詞：下向穿層鑽孔；瓦斯抽采；下保護層

????淮南潘一礦是一座年產400萬t的特大型礦井，井田走向長14.6 km，傾斜寬4.0 km，1983年投產，含煤地層為二迭係中下部山西組及石盒子組，含煤28～42層，可采和局部可采煤層15層。礦井絕對瓦斯湧出量為130 m³/min，相對瓦斯湧出量為20m³/t，目前主采煤層為13-l煤和11-2煤。

????隨著礦井高產高效的發展需要及“可保盡保，應抽盡抽”戰略方針的實施，保護層工作麵的開采力度不斷加大。但保護層工作麵在開采過程中，由於開采深度的增加及被保護層工作麵的瓦斯湧入，保護層工作麵的絕對瓦斯湧出量達到15～20 m³/min。雖然在保護層采煤工作麵采取了頂板走向鑽孔、老空區埋管等方法抽采本煤層采空區瓦斯及在被保護層底板瓦斯抽采巷道內施工上向穿層鑽孔抽采被保護層瓦斯的綜合治理瓦斯技術，但仍難以滿足保護層工作麵開采的需要，使保護層工作麵的開采進度受到嚴重製約。針對這種現狀，潘一礦決定利用現有的被保護層底板抽采巷道，向保護層工作麵施工下向穿層鑽孔抽采保護層瓦斯技術，達到“一巷兩用”，解決了保護層開采過程中瓦斯對安全生產的影響這一難題，並對其取得的效果進行了03manbetx 。

????1 下向穿層鑽孔瓦斯抽采技術方案

????1.1 技術方案提出的背景

????為了保障礦井的安全生產，實現礦井的高產高效，潘一礦從1997開始實施了大麵積開采遠距離下保護層的試驗研究工作。即先開采突出危險性小的11-2煤層，作為突出危險性大的13-1煤層的下保護層，存13-1煤層的被保護範圍內，可以消除煤與瓦斯突出危險性。在實施保護層開采的同時，在被保護層工作麵的底板(保護層工作麵的頂板)岩層內布置一條專用瓦斯抽采巷道，向13-1煤層施工上向穿層鑽孔，利用鑽孔抽采13-1煤層和其附近煤層的瓦斯，使其能夠達到使用綜合機械化采煤方法放頂煤開采的條件。

????但在下保護層工作麵開采過程中，受卸壓采動影響，13-1煤層的卸壓瓦斯湧入到下保護層工作麵，增大了保護層工作麵的瓦斯湧出量，給保護層工作麵的瓦斯治理帶來困難。在下保護層采煤工作麵雖然采取了頂板走向鑽孔抽采、老空區埋管抽采等專項瓦斯治理措施，但仍難以滿足保護層工作麵開采的需要。

????1.2 下向穿層鑽孔抽采保護層瓦斯技術方案

????為了保證礦井保護層開采的進度，對2171(1)下保護層工作麵的瓦斯湧出來源及瓦斯抽采工藝進行了認真的03manbetx 。通過03manbetx 比較，提出了利用2141(3)被保護層工作麵的底板專用瓦斯抽采巷道，向2171(1)保護層工作麵施工下向穿層鑽孔，通過下向穿層鑽孔來抽采保護層工作麵采空區瓦斯的技術方案。

????利用下向穿層鑽孔來抽采保護層工作麵采空區瓦斯的技術，不僅能夠解決頂板走向鑽孔、老空區埋管等瓦斯抽采方法中的各種不利狀況，使得保護層工作麵采空區大量的瓦斯通過下向穿層鑽孔抽出，增加了工作麵的瓦斯抽采量；而且改善了鑽孔施工的作業環境，保證了鑽孔施工人員的安全。

????2 下向穿層鑽孔抽采瓦斯技術應用

????2.1 2171(1)下保護層工作麵概況 2171(1)保護層工作麵位於潘一礦東一、東二采區下部，走向長1680 m，傾斜寬196 m，標高為-691～-727 m，平均煤厚1.8 m，煤層傾角6^o~10^o，瓦斯含量9~12 m³/t，為保護層采煤工作麵。工作麵於2005年10月9日開始回采，回采過程中的絕對瓦斯湧出量為25~30m³/min。

????2141(3)底板抽采巷道長度1800 m，為保護層開采專用瓦斯抽采巷道，與被保護層(13-1煤層)法距最小為21 m，最大為32 m，平均27 m，位於2171(1)保護層采煤工作麵裂隙帶上方。巷道標高為-649～-663 m，巷道采用錨噴支護，淨斷麵為6.16m²。

????2.2 下向穿層鑽孔的施工工藝

????下向穿層鑽孔在2141(3)被保護層工作麵底板的專用瓦斯抽采巷道內由上向下施工，為了避免鑽孔終孔時出現不返水易埋鑽及防止2171(1)工作麵有較大淋水現象，因此設計下向穿層鑽孔終孔層位布置在距2171(1)工作麵煤層頂板向上3～5 m的冒落帶內，平距為距2171(1)上風巷下側5～25 m處。鑽孔直徑為91 mm，平均每隔25 m施工1組，每組5個孔。鑽孔施工布置見圖1。

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????下向穿層鑽孔由於在施工過程中常會出現因岩粉不能及時排出孔外易造成埋鑽、鑽孔內有積水影響瓦斯抽采效果以及鑽孔不容易封孔等難題，而在現場被放棄使用。為了保證下向穿層鑽孔內的岩粉能夠及時排出孔外，不致因岩粉堵塞鑽孔影響瓦斯抽采效果，以及防止埋鑽02manbetx.com 的發生，對下向穿層鑽孔的施工工藝進行了改進。鑽孔采用ZYG-150型鑽機施工，鑽杆直徑為50 mm，另外鑽進的衝洗液由清水改為泥漿，一方麵泥漿能及時地攜帶岩粉，將岩粉排出孔外，另一方麵泥漿能及時地護住鑽孔壁，防止鑽孔出現垮孔。在鑽孔施工前先按比例配製好泥漿，選用KBY-50/70型泥漿泵將泥漿送入孔內，通過泥漿來攜帶岩粉進行鑽進。為了防止下向穿層鑽孔內有積水，我們在鑽孔施工時把鑽孔的終孔位置控製在下保護層工作麵的冒落帶內，待鑽孔不返漿時方可起鑽終孔。在采用上述鑽孔施工工藝後，有效地解決了下向穿層鑽孔施工過程中的難題，保證了下向穿層鑽孔的成功施工。