鄰近工作面裂隙帶瓦斯抽放鉆孔的研究

胡 斌

(西山煤電股份有限公司鎮(zhèn)城底礦，山西 古交 030203)

·技術(shù)經(jīng)驗·

鄰近工作面裂隙帶瓦斯抽放鉆孔的研究

胡 斌

(西山煤電股份有限公司鎮(zhèn)城底礦，山西 古交 030203)

瓦斯是制約煤礦安全生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一，而抽采是治理礦井瓦斯最根本的方法。本文分析了鎮(zhèn)城底礦22620工作面在回采期間，通過在鄰近的22618工作面向22620工作面方向施工頂板裂隙帶鉆孔進(jìn)行研究試驗，有效地解決了由于施工抽放鉆孔影響工作面正常生產(chǎn)的問題，并通過施工巷幫低位鉆孔替代了22620工作面的埋管抽放，減少了抽放管路的投入，從根本上治理了22620工作面上隅角瓦斯積聚問題，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

鄰近工作面;裂隙帶;瓦斯抽放鉆孔;研究

瓦斯是制約煤礦安全生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一，煤礦要做到安全生產(chǎn)，就要把瓦斯防治工作當(dāng)做煤礦安全工作的重中之重。煤礦礦井中的瓦斯一般可通過通風(fēng)進(jìn)行稀釋排放，但當(dāng)工作面瓦斯涌出量很大，靠通風(fēng)難以稀釋排除時，可用抽放的方法，排除瓦斯，減少通風(fēng)負(fù)擔(dān)。礦井瓦斯抽放是為了減少和解除礦井瓦斯對煤礦安全生產(chǎn)的威脅，利用機(jī)械設(shè)備和專用管道造成的負(fù)壓，將煤層中存在或釋放出來的瓦斯抽出來，輸送到地面或其它安全地點(diǎn)的方法。按瓦斯來源不同，抽放方法可分三類:即抽放開采煤層本身的瓦斯;抽放鄰近煤層中的瓦斯;抽放采空區(qū)的瓦斯;在條件適宜時還可從地面鉆孔抽放瓦斯。瓦斯抽放是煤礦治理瓦斯的治本之策，也是減少涌入井下風(fēng)流瓦斯量、解決礦井僅靠通風(fēng)難以解決的問題。降低通風(fēng)成本，建立和完善礦井瓦斯抽放系統(tǒng)，加大礦井瓦斯的抽放力度，是礦井瓦斯治理的關(guān)鍵。

1 鎮(zhèn)城底礦22620工作面瓦斯治理情況

22620 工作面位于西山煤電股份公司鎮(zhèn)城底礦南六采區(qū)，該工作面走向長1 202～1 212 m，工作面傾向長度170 m，工作面采厚為3.37 m。所采煤層為2#～3#煤，煤層穩(wěn)定，整體呈一向斜構(gòu)造，煤層傾角2°～10°，平均為6°;煤層厚度 3.25 ～3.57m，平均厚度3.37 m。該煤屬于肥煤;煤塵爆炸指數(shù)為27.54%，具有爆炸危險性;煤的自燃發(fā)火傾向性為Ⅱ類，屬自燃發(fā)火煤層。

1.1 通風(fēng)系統(tǒng)

22620 采煤工作面絕對瓦斯涌出量為9.68 m3/min，相對瓦斯涌出量為6.10 m3/min，采用U型通風(fēng)系統(tǒng)，軌道順槽進(jìn)風(fēng)，皮帶順槽回風(fēng)。

回采期間，22620工作面瓦斯主要來源于本煤層、上部鄰近層及圍巖裂隙。預(yù)計本煤層2.3#煤層瓦斯涌出量約占30%，上部鄰近層01#、02#煤瓦斯涌出量約占50%，圍巖裂隙瓦斯涌出量約占20%。

1.2 瓦斯抽放初步設(shè)計

根據(jù)對22620工作面瓦斯涌出量及瓦斯來源分析，決定采用本煤層鉆孔抽放、頂板裂隙鉆孔抽放和上隅角埋管抽放的方法。

1)本煤層抽放。

從工作面軌道順槽向皮帶順槽每隔3 m施工1個直徑113 mm的鉆孔，深度為160 m，鉆孔垂直于煤壁施工，傾角與煤層傾角一致，距底板位置1.5 m，對本煤層內(nèi)的瓦斯進(jìn)行抽放(見圖1)。

圖1 22620工作面本煤層鉆孔布置平面示意圖

2)裂隙帶抽放。

利用開采層巷道向采空區(qū)冒落拱頂部的裂隙帶打高、低位鉆孔進(jìn)行瓦斯抽放。根據(jù)工作面頂板巖性及垮落情況，鉆場布置如下:

低位裂隙帶鉆孔每15 m施工1組，每組3個，編號為1#、2#、3#，分別為采高的4～6 倍;高位裂隙帶鉆孔每 30 m 施工 1 組，每組 5 個，編號為 4#、5#、6#、7#、8#，分別為采高的8～12倍。鉆孔間距各為1 m(見圖2)，鉆場鉆孔參數(shù)見表1，表2。

圖2 22620工作面裂隙帶鉆孔布置平面示意圖

表1 鉆場間距15 m低位裂隙帶鉆孔參數(shù)表

表2 鉆場間距30 m高位裂隙帶鉆孔參數(shù)表

3)上隅角埋管抽放。

在采煤工作面回風(fēng)順槽布置瓦斯抽放管，進(jìn)行工作面沿空埋管抽放。埋管采用d355 mm的聚乙烯抽放管，距工作面采空區(qū)20 m處安裝1趟垂直花管，在距第一趟花管管頭15 m處安設(shè)雙管，待第二根花管進(jìn)入采空區(qū)冒落區(qū)時，將第一趟管路甩掉，同時將第二趟管路與抽放支管路進(jìn)行對接好(見圖3)。

圖3 22620工作面上隅角埋管示意圖

1.3 鄰近工作面鉆孔抽放研究

1)頂板裂隙帶鉆孔抽放。

在裂隙帶鉆孔施工時，由于生產(chǎn)銜接緊張，與22620工作面生產(chǎn)同時進(jìn)行，嚴(yán)重影響了工作面的正常生產(chǎn);同時，由于22620工作面皮帶順槽鉆場位置的頂板巖層破碎，布孔巖壁不平直，斷面不能夠滿足鉆機(jī)施工要求，不利于鉆孔施工、封孔和安設(shè)抽放管。為了有效治理工作面上隅角瓦斯積聚，集中解決上部鄰近層有效卸壓區(qū)內(nèi)圍巖涌出的瓦斯，根據(jù)工作面頂板巖性及垮落情況，決定在鄰近22618工作面回風(fēng)順槽頂板開孔，向22620工作面方向施工裂隙帶孔。鉆場布置如下:

鉆場布置在22618回風(fēng)順槽，沿頂板向22620工作面方向施工裂隙帶鉆場，鉆場間距15 m，共施工30個鉆場。每個鉆場施工裂隙帶鉆孔4個，編號為1#、2#、3#、4#，鉆孔間距各為 1 m(見圖 4)，鉆場鉆孔參數(shù)見表3。

表3 鉆場間距15 m裂隙帶鉆孔參數(shù)表

圖4 22620工作面鄰近頂板裂隙帶鉆孔布置示意圖

2)巷幫裂隙帶鉆孔抽放。

為了有效節(jié)省上隅角埋管抽放對抽放管路的損失，降低抽放成本，經(jīng)研究決定，在22618工作面回風(fēng)順槽沿幫施工低位鉆孔，逐步替換22620皮帶順槽埋管抽放。根據(jù)鎮(zhèn)城底礦回采工作面頂板巖性及垮落情況，2.3#煤層冒落帶高度一般為 7.4 ～9.5 m，為了達(dá)到埋管抽放的效果，低位孔取煤厚的1～2倍。鉆孔布置如下:

在22618回風(fēng)順槽沿幫向22620皮帶順槽方向施工低位鉆孔。鉆場間距15 m，每個鉆場施工裂隙帶鉆孔2個，鉆孔編號B1－1、B1－2，其中B1－2孔在B1－1上方500 mm(見圖5)，鉆孔參數(shù)見表4。

表4 鉆孔參數(shù)

圖5 22620工作面鄰近巷幫裂隙帶鉆孔布置示意圖

2 結(jié)語

通過在22620工作面鄰近的22618工作面施工裂隙帶鉆孔，有效地避免了由于施工抽放鉆孔影響工作面的正常生產(chǎn)，同時，通過在22618工作面回風(fēng)順槽沿幫施工低位鉆孔，替代了22620工作面的埋管抽放，減少了抽放管路的投入，為該礦創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益。通過對鄰近工作面高、低位裂隙帶抽放鉆孔的研究，從根本上解決了22620工作面上隅角瓦斯超限的問題，瓦斯?jié)舛缺３衷?.3%以下，對保證礦井的安全生產(chǎn)，起到了的積極作用。

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Research on Gas Drainage Borehole of Fracture Zones in Adjacent Face

Hu Bin

Gas is one of the major disasters of the constraints of coal mine production safety，extraction is a fundamental method of control of mine gas.This paper analyzes during mining in 22620 face of Zhenchengdi coal mine，by in adjacent 22618 face to the direction of 22620 face construction of the roof fissure zone drilling for research test，effectively solved the problem of construction of drainage borehole influencing normal production in working face，and by construction roadway side low drilling instead of buried pipe drainage of 22620 face，reduces the input of the drainage piping，thoroughly controls the corner gas accumulation in 22620 working face，obtains better economic and social benefits.

Adjacent face;Fracture zones;The gas drainage borehole;Research

TD712+.6

A

1672－0652(2012)10－0043－03

2012－08－08

胡斌(1984—)，男，內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)人，2007年畢業(yè)于華北科技學(xué)院，助理工程師，主要從事礦井通風(fēng)安全工作(E －mail)110420391@qq.com